SK7442002A3 - Methods of formation of a silicon nanostructure, a silicon quantum wire array and devices based thereon - Google Patents

Methods of formation of a silicon nanostructure, a silicon quantum wire array and devices based thereon Download PDF

Info

Publication number
SK7442002A3
SK7442002A3 SK744-2002A SK7442002A SK7442002A3 SK 7442002 A3 SK7442002 A3 SK 7442002A3 SK 7442002 A SK7442002 A SK 7442002A SK 7442002 A3 SK7442002 A3 SK 7442002A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
silicon
ion
relief
blasting
nano
Prior art date
Application number
SK744-2002A
Other languages
Slovak (sk)
Inventor
Valery K Smirnov
Dmitri S Kibalov
Original Assignee
Sceptre Electronics Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sceptre Electronics Ltd filed Critical Sceptre Electronics Ltd
Publication of SK7442002A3 publication Critical patent/SK7442002A3/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26Bombardment with radiation
    • H01L21/263Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/2633Bombardment with radiation with high-energy radiation for etching, e.g. sputteretching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/122Single quantum well structures
    • H01L29/125Quantum wire structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66439Unipolar field-effect transistors with a one- or zero-dimensional channel, e.g. quantum wire FET, in-plane gate transistor [IPG], single electron transistor [SET], striped channel transistor, Coulomb blockade transistor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

A process for controllably forming silicon nanostructures such as a silicon quantum wire array. A silicon surface is sputtered by a uniform flow of nitrogen molecular ions in an ultrahigh vacuum so as to form a periodic wave-like relief in which the troughs of said relief are level with the silicon-insulator border of the SOI material. The ion energy, the ion incidence angle to the surface of said material, the temperature of the silicon layer, the formation depth of the wave-like relief, the height of said wave-like relief and the ion penetration range into silicon are all determined on the basis of a selected wavelength of the wave-like relief in the range 9 nm to 120 nm. A silicon nitride mask having pendant edges is used to define the area of the silicon surface on which the array is formed. Impurities are removed from the silicon surface within the mask window prior to sputtering. For the purpose of forming a silicon quantum wire array, the thickness of the SOI silicon layer is selected to be greater than the sum of said formation depth, said height and said ion penetration range, the fabrication of the silicon wires being controlled by a threshold value of a secondary ion emission signal from the SOI insulator. The nanostructure may be employed in optoelectronic and nanoelectonic devices such as a FET. <IMAGE>

Description

Spôsob vytvárania kremíkovej nano-štruktúry a zariadenie pre vykonávanie tohoto spôsobu.A method of forming a silicon nano-structure and an apparatus for performing the method.

Oblasť technikyTechnical field

Vynález sa týka spôsobu vytvárania kremíkovej nanoštruktúry a zariadenia pre vykonávanie tohto spôsobu.The invention relates to a method of forming a silicon nanostructure and to an apparatus for carrying out the method.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Podlá známeho spôsobu vytvárania kremíkových kvantových vodičov o priereze 10x15 nm2, uložených do oxidu kremičitého, sa využíva implantácia iontov kyslíku s nízkou energiou do kremíku, litografia elektrónového lúča a chemické leptanie za mokra s následným žíhaním pri vysokej teplote v inertnom prostredí. Výsledkom je vytvorenie kremíkových kvantových vodičov, uložených do oxidu kremičitého uprostred dolnej časti V-drážok, ako je napríklad uvedené v Y. Ishikawa, N. Shibata, F. Fukatsu; „Fabrication of [110]-aligned Si quantum wires embedded in SiO2 by low-energy oxygen implantation „Príprava [110]-usporiadaných kremíkových kvantových vodičov, uložených do SiO2 pomocou implantácie kyslíka s nízkou energiou, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, B, 1999, V. 147, str. 304-309, Elsevier Science Ltd.) [1]. Tento známy spôsob má však niektoré nevýhody. Používanie litografie s elektrónovým lúčom a chemického leptania za mokra pri vytváraní V-drážok na kremíkovom povrchu obmedzuje hustotu prvku v stavbe a znižuje výťažok vodičov. Absencia kontroly procesu in situ ešte ďalej znižuje výťažokAccording to the known method of forming silicon quantum wires with a cross-section of 10x15 nm 2 embedded in silicon dioxide, implantation of low energy oxygen ions into silicon, electron beam lithography and chemical wet etching followed by high temperature annealing in an inert environment are utilized. The result is the formation of silicon quantum conductors embedded in silica in the middle of the lower V-grooves, such as those disclosed in Y. Ishikawa, N. Shibata, F. Fukatsu; "Fabrication of [110] -aligned Si quantum wires embedded in SiO2 by low-energy oxygen implantation" Preparation of [110] silicon quantum wires -usporiadaných stored into SiO2 by implantation of oxygen at low energy, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 1999, V. 147, p. 304-309, Elsevier Science Ltd.) [1]. However, this known method has some disadvantages. The use of electron beam lithography and chemical wet etching in forming V-grooves on a silicon surface limits the density of the element in the building and reduces wire yield. The absence of in situ process control further reduces the yield

-2vodičov. Nízka hustota vodičov bráni využitiu vodičov pre nano-elektronické zariadenia takého typu, pri ktorom je dôležitá interakcia nabitých častíc v susedných vodičoch. Predtým publikovaná práce, ktorej spoluautori sú súčasne i autormi tohto vynálezu, je základom pre metódu vytvorenia vlnovito usporiadaných štruktúr (wave-ordered-structures, WOS) na kremíku a predovšetkým na SOI. Spôsob zahŕňa kroky otryskania SOI kremíkovej vrstvy iontovou sondou s molekulárnym dusíkom, a naskenovanie do rastrového vzoru vo veľmi vysokom vákuu, aby sa vytvoril periodický vlnovitý reliéf v nano-merítku (WOS). Čelo vlny reliéfu v nanomerítku je v smere dopadu iontov. Spôsob zahŕňa detekciu signálu emisie sekundárnych iontov od izolátoru SOI a ukončenie otryskávania, keď tento signál dosiahne vopred stanovené hodnoty. Táto práca tiež uvádza závislosť tvorby WOS na energii iontov E, uhle dopadu iontov Θ oproti bežnému povrchu a teplote T vzorky SOI. Práca tiež identifikuje charakteristiku procesu tvorby reliéfu, predovšetkým hĺbku otryskania Dm, odpovedajúcu nástupu intenzívneho rastu WOS, a diskutuje závislosť Dm na E, Θ, T a vlnovej dĺžke WOS λ. Práca ďalej udáva, že hrúbka kremíku SOI DB by nemala byť nižšia než hĺbka otryskania, pri ktorej sa tvorí stabilný WOS s požadovanou vlnovou dĺžkou (pričom táto hĺbka je zhodná s hĺbkou tvorby reliéfu, ďalej označovanou DF) . (V.K. Smirnov,-2vodičov. The low conductor density prevents the use of conductors for nano-electronic devices of a type where charged particle interaction in adjacent conductors is important. The previously published work, co-authored by the present inventors, is the basis for the method of creating wave-ordered-structures (WOS) on silicon and especially SOI. The method includes the steps of sputtering a SOI silicon layer with a molecular nitrogen ion probe, and scanning to a raster pattern under very high vacuum to form a periodic wavelength relief in a nano-scale (WOS). The wave front of the relief in the nanometer is in the direction of the ion impact. The method includes detecting the secondary ion emission signal from the SOI isolator and terminating the blasting when the signal reaches a predetermined value. This work also reports the dependence of WOS formation on the energy of ions E, the angle of incidence of ions versus the normal surface and temperature T of the SOI sample. The work also identifies the characteristics of the embossing process, especially the depth of blasting D m , corresponding to the onset of intense growth of WOS, and discusses the dependence of D m on E, Θ, T and WOS wavelength λ. The work further indicates that the thickness of the silicon SOI D B should not be less than the blasting depth at which a stable WOS of the desired wavelength is formed (this depth being equal to the embossing depth, hereinafter referred to as DF ). (VK Smirnov,

D.S. Kibalov, S.A. Krivelevich, P.A. Lepshin, E.V. Potapov,D.S. Kibalov, S.A. Krivelevich, P.A. Lepshin, E.V. Potapov,

R.A. Yankov, W. Skorupa, V.V. Makarov, A.B. Danilin; Waveordered structures formed on SOI wafers by reactive ion beamsR.A. Yankov, W. Skorupa, V.V. Makarov, A.B. Danilin; Waveformed structures formed by SOI wafers by reactive ion beams

- Vlnovito usporiadané štruktúry, vytvorené na doštičkách SOI reaktívnymi iontovými lúčmi, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 1999, V. 147, str. 310-315, ElsevierWave-like structures formed on SOI plates by reactive ion beams, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 1999, V. 147, p. Elsevier, 310-315

Science Ltd.) [2]. Ďalšia práca, na ktorej sa podieľal jedenScience Ltd.) [2]. Another work in which one was involved

-3z autorov tohto vynálezu, popisuje proces žíhania materiálu toho typu, ktorý je popísaný v [2], v inertnom prostredí pri teplote 1000 °C po dobu jednej hodiny a výslednú vnútornú stavbu WOS na rozhraní kremík-izolátor materiálu SOI (V.K. Smirnov, A.B. Danilin; Nano-scale wave-ordered structures on SOI - Vlnovito usporiadané štruktúry na SOI v nano-merítku, Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop Perspective, science and technologies for novel silicon on insulator devices, vyd. P.I.F. Hemment, 1999, Elsevier Science Ltd.) [3]. Ďalšia práca, na ktorej sa podieľal jeden z autorov tohto vynálezu, popisuje závislosti hrúbky vrstvy nitridu kremíku (SÍ3N4) DN na energii iontov E, uhle dopadu iontov na povrch a žíhanie pri vysokej teplote (900 - 1100 °C po dobu jednej hodiny). Žíhanie nemá na DN žiadny vplyv, maximalizuje však ostrosť rozhrania Si/Si3N4. Ako je v tejto práci ukázané, DN je zhodná s dosahom prieniku iontov do kremíku R, ktorý je, ako bolo stanovené, lineárnou funkciou E pre rovnaký rozsah energií, ako bol rozsah použitý pre tvorbu WOS. Na základe údajov, uvedených v danej práci, závislosť R na E je možné vyjadriť ako:-3 of the present inventors, describes a process of annealing material of the type described in [2] in an inert environment at a temperature of 1000 ° C for one hour and the resulting internal WOS structure at the silicon-SOI insulator interface (VK Smirnov, AB) Danilin; Nano-scale wave-ordered structures on SOI nano-scale, Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop Perspective, science and technology for novel silicon on insulator devices, edited by PIF Hemment, 1999, Elsevier Science (3). Another work, in which one of the authors of the present invention, describes the dependence of the thickness of the silicon nitride (Si 3 N 4 ) D N layer on the ions energy E, the angle of impact of the ions on the surface and annealing at high temperature (900 - 1100 ° C for one hour) . Annealing has no effect on D N , but maximizes the sharpness of the Si / Si 3 N 4 interface. As shown in this work, D N is consistent with the ions penetration of ions into silicon R, which, as determined, is a linear function of E for the same energy range as that used for WOS formation. Based on the data given in the paper, the dependence of R on E can be expressed as:

R (nm) = 1,5 E (keV) + 4 (1) (V.I. Bachurin, A.B. Churilov, E.V. Potapov, V.K. Smirnov, V.V. Makarov a A.B. Danilin; Formation of Thin Silicon Nitride Layers on Si by Low Energy N2 + Ion Bombardment Tvorba tenkých kremíkových vrstiev na Si bombardovaním iontami N2 + s nízkou energiou, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 1999, V. 147, str. 316-319) [4]. Vyššie uvedené práce [2], [3] a [4] spoločne popisujú základnú metódu pre tvorbu kremíkového kvantového vodičového poľa. Základná výhoda použitia kremíkového kvantového poľa vodičov spočíva v zrovnaní s použitím oddelených vodičov u nano-elektronickýchR (nm) = 1.5 E (keV) + 4 (1) (VI Bachurin, AB Churilov, EV Potapov, VK Smirnov, VV Makarov and AB Danilin; Formation of Thin Silicon Nitride Layers on Si by Low Energy N 2 + Ion Bombardment of thin silicon layers on the Si ion bombardment N + 2 low energy, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 1999, v 147, pp. 316-319) [4]. The above work [2], [3] and [4] together describe the basic method for creating a silicon quantum wire array. The basic advantage of using a silicon quantum array of conductors lies in the comparison with the use of separate conductors in nano-electronic

-4a optoelektronických prístrojoch predovšetkým vo zvýšení zisku a zosilnenia podielu signálu voči šumu v prúdovej charakteristike a tiež v poskytnutí potenciálu pre nové možnosti prístrojov založených na poliach vďaka interakcii nabitých častíc v susedných kvantových vodičoch. V základnej metóde, uvedenej v prácach [2], [3] a [4] existuje celá rada nevýhod. V práci [2] nie je riešená otázka, či sa mení vlnová dĺžka WOS λ so zvýšením hĺbky otryskávania z Dm na DF alebo či existuje nejaký vnútorný vzťah medzi Dm a DF. Stávajúci vynález uznáva, že charakteristika procesu by mala súvisieť s konečnou štruktúrou WOS, vyvinutou v hĺbke DF, skôr než s hĺbkou Dm, ako sa pojednáva v práci [2]. Okrem toho práca [2] nerieši otázku, či existujú limity domény v rovine (E, θ), v ktorej dochádza k tvorbe WOS. Tieto pracovné obmedzenia, popísané v [2], [3] a [4], znamenajú, že požadovaná hrúbka kremíkovej vrstvy SOI nemôže byť všeobecne vopred stanovená zo vzťahov medzi rôznymi parametrami, diskutovanými v týchto prácach. Okrem toho nie je možné vopred stanoviť základné parametre pre ovládanie procesu otryskávania (energiu iontov E, uhol dopadu iontov Θ a teplotu SOI T). Pre izoláciu susedných kremíkových vodičov vo WOS vytvorených v SOI je dôležité tiež zabezpečiť, aby sa „žliabky reliéfu WOS presne zhodovali s okrajom medzi kremíkovou vrstvou SOI a vrstvou izolátora SOI. V práci [2] je uvedené, že signál emisie sekundárnych iontov môže byť využitý na ukončenie procesu otryskávania, nezisťuje však žiadny spôsob, ako vopred stanoviť hodnotu signálu, ktorý zodpovedá izolácii kremíkových vodičov. Predtým publikovaná práca teda neposkytuje všeobecnú metódu, ktorá by umožnila natoľko spoľahlivé vytváranie WOS, aby sa žliabky WOS zhodovali s hranicou SOI medzi kremíkom a izolátorom a vytváralo sa tak pole izolovaných kremíkových vodičov. Okrem toho je-4a optoelectronic devices, in particular in increasing the gain and amplification of the signal-to-noise ratio in the current characteristic, and also in providing the potential for new field-based device capabilities due to the interaction of charged particles in adjacent quantum conductors. There are a number of drawbacks to the basic method outlined in [2], [3] and [4]. The work [2] does not deal with the question whether the wavelength WOS λ changes with increasing the blasting depth from D m to D F or whether there is any internal relation between D m and D F. The present invention recognizes that the process characteristics should be related to the final WOS structure developed at a depth D F rather than a depth D m as discussed in the work [2]. In addition, the work [2] does not address the question of whether there are domain limits at the plane (E, θ) at which WOS formation occurs. These working limitations, described in [2], [3] and [4], mean that the desired thickness of the silicon SOI layer cannot generally be predetermined from the relationships between the various parameters discussed in these works. In addition, it is not possible to predetermine the basic parameters for controlling the blasting process (ion energy E, ion impact angle Θ and SOI temperature T). For the isolation of adjacent silicon wires in the WOS formed in the SOI, it is also important to ensure that the WOS relief grooves coincide exactly with the edge between the silicon SOI layer and the SOI insulator layer. Work [2] states that the secondary ion emission signal can be used to terminate the blasting process, but it does not find any way to predetermine the signal value that corresponds to the insulation of the silicon conductors. Thus, the previously published work does not provide a general method that would allow for a sufficiently reliable creation of WOS so that the WOS grooves coincide with the SOI boundary between the silicon and the insulator, thereby creating an array of insulated silicon conductors. In addition, it is

-5z praktických dôvodov pri používaní tohto procesu spoločne s nano-elektronickou a optoelektronickou technológiou založenou na kremíku nevyhnutné zabezpečiť vytvorenie poľa s nano-štruktúrou na špecifikovanej mikro-oblasti povrchu, aby sa získala vhodná štruktúra, napríklad vo forme dvoch izolovaných kremíkových výplní, spojených poľom. Predtým publikovaná práca však nerieši otázky, či je možné pre daný účel použiť postupy ako je litografia, alebo, pokiaľ by to bolo možné, či by sa mohli použiť maskovacie vrstvy, poprípade aké. Autori tohto vynálezu tiež stanovili, že proces tvorby WOS je vysoko citlivý na prítomnosť nečistôt na povrchu SOI, predovšetkým na prítomnosť kysličníka kremičitého, ktorý narušuje rovnú plochu reliéfu WOS. Ako je známe, je na povrchu kremíku, vystaveného vzduchu, vždy prítomná tenká vrstva oxidu kremičitého. Všetky vyššie uvedené nevýhody sú tak či onak spojené s možnosťou riadenia procesu tvorby WOS pre praktické účely. Je známe, že nano-elektronické prístroje obsahujú kremíkové vložky, spojené kremíkovým kanálom s priemerom 20 nm (tzv. „kvantový bod), izolačnú vrstvu o hrúbke 40 nm, ktorá kryje povrch vložiek a kanál, a elektródu, situovanú na povrchu vrstvy izolátora. Kremíkové kontaktné vložky a kanál sú vytvorené v kremíkovej vrstve materiálu SOI (E. Leobandung, L. Guo, Y. Wang, S. Chou; „Observation of quantum effects and Coulomb blockade in silicon quantum-dot transistors at temperature over 100K - „Pozorovanie kvantových účinkov a coulombickej blokády v kvantovo-bodových tranzistoroch pri teplote vyššej než 100K, Applied Physics Letters, V. 67, č.For practical reasons when using this process together with silicon-based nano-electronic and optoelectronic technology, it is necessary to ensure the formation of a nano-structure field on a specified micro-surface area in order to obtain a suitable structure, for example in the form of two insulated silicon pads . However, the work previously published does not address the question of whether procedures such as lithography can be used for this purpose or, if possible, masking layers, or whatever, could be used. The present inventors have also determined that the WOS formation process is highly sensitive to the presence of impurities on the surface of the SOI, particularly the presence of silica, which disrupts the flat area of the WOS relief. As is known, a thin layer of silica is always present on the surface of the exposed silicon. All of the above disadvantages are one way or another associated with the possibility of controlling the WOS creation process for practical purposes. It is known that nano-electronic devices contain silicon inserts connected by a 20 nm diameter silicon channel (the so-called "quantum point"), a 40 nm thick insulating layer that covers the inserts surface and channel, and an electrode located on the surface of the insulator layer. Silicon contact inserts and channel are formed in a silicon layer of SOI material (E. Leobandung, L. Guo, Y. Wang, S. Chou; "Observation of quantum effects and Coulomb blockade in silicon quantum-dot transistors at temperature over 100K -" Observation quantum effects and coulomb blockade in quantum-point transistors at temperatures above 100K, Applied Physics Letters, V. 67, no.

7, 1995, str. 938-940, Američan Inštitúte of Physics, 1995) [5]. Nevýhody tohto známeho zariadenia spočívajú v absencii kanálového poľa a v nízkom zisku zariadenia, pretože malé rozmery zariadenia sa blížia obmedzeniam mikro-litografických7, 1995, p. 938-940, American Institute of Physics, 1995) [5]. The disadvantages of this known device lie in the absence of a channel array and low device gain, since the small dimensions of the device are close to the limitations of micro-lithography

-6postupov; to znamená, že existuje nízka reprodukovateľnosť prevádzkových výsledkov. Existuje aj iné zariadenie, FET založené na kvantových vodičoch, obsahujúce kremíkové vložky, spojené siedmimi lineárnymi kremíkovými kanálmi s obdĺžnikovým priemerom 86x100 nm2. Kremíkové kanály sú pokryté vrstvou oxidu kremičitého o hrúbke 30 nm. Nad skupinou týchto kanálov je situovaný vstup elektródy. Toto zariadenie sa pripravuje pomocou materiálu SOI (J.P. Colinge, X. Baie, V. Bayot, E. Grivei; „A Silicon-On-Insulator Quantum Wire - „Kvantový vodič s kremíkom na izolátore, Solid-State Electronics, V. 39, č. 1, 1996, str. 49-51, Elsevier Science Ltd. 1996) [6].-6postupov; this means that there is a low reproducibility of operating results. There is also another quantum-wire based FET device containing silicon inserts connected by seven linear silicon channels with a rectangular diameter of 86x100 nm 2 . The silicon channels are coated with a 30 nm layer of silica. Above the group of these channels is located the electrode input. This device is prepared using SOI material (JP Colinge, X. Baie, V. Bayot, E. Grivei; &quot; A Silicon-On-Insulator Quantum Wire - &quot; No. 1, 1996, pp. 49-51, Elsevier Science Ltd. 1996) [6].

Nevýhoda tohto známeho zariadenia spočíva v nemožnosti vytvorenia kremíkových kanálov vo vzdialenosti zhodnej s veľkosťou kanálu vzhľadom na obmedzenie známych litografických metód, ktoré sa používajú na prípravu daného zariadenia. Odkazy na rôzne práce uvedené vyššie ukazujú, ako je možné pripraviť kremíkové kvantové vodičové pole vo zvláštnych experimentálnych prípadoch. Cieľom vynálezu je odstrániť nedostatky doterajšieho stavu techniky a zovšeobecnením zvláštnych experimentálnych procesov vytvoriť kvantové vodiče s vopred stanovenými rozmermi, účinne riadiť proces a integrovať kremíkové kvantové vodičové pole do účelných zariadení, napr. na vytvorenie kanálového poľa v FET.A disadvantage of this known device is that it is impossible to form silicon channels at a distance equal to the channel size due to the limitation of the known lithographic methods used to prepare the device. References to the various works above illustrate how a silicon quantum conductor field can be prepared in special experimental cases. It is an object of the present invention to overcome the shortcomings of the prior art and, by generalizing particular experimental processes, to create quantum wires with predetermined dimensions, efficiently control the process and integrate a silicon quantum wire array into useful devices, e.g. to create a channel array in FET.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Nedostatky doterajšieho stavu techniky podstatnou mierou odstraňuje a ciel vynálezu spĺňa spôsob vytvárania kremíkovej nano-štruktúry podľa vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že kremíkový povrch sa otryskáva rovnomerným tokom iontovThe drawbacks of the prior art are substantially eliminated and the object of the invention is met by the method of forming the silicon nano-structure according to the invention, which is based on the fact that the silicon surface is blasted by a uniform ion flux

-7molekulárneho dusíka vo veľmi vysokom vákuu pre vytvorenie periodického vlnovitého reliéfu, ktorého čelo vlny je orientované v smere roviny dopadu iontov, pričom pred otryskanim sa zvoli požadovaná vlnová dĺžka periodického vlnovitého reliéfu v rozsahu od 9 nm do 120 nm a podľa zvolenej vlnovej dĺžky sa stanoví energia iontov, uhol dopadu iontov na povrch uvedeného materiálu, teplota uvedenej silikónovej vrstvy, hĺbka vytvorenia uvedeného vlnovitého reliéfu, výška uvedeného vlnovitého reliéfu a dosah prieniku iontov do kremíku. Podľa výhodného prevedenia sa energia iontov, uhol dopadu iontov, teplota kremíku, vytvorená hĺbka a výška vlnovitého reliéfu stanovujú na základe vzťahu energie iontov, uhlu dopadu iontov, teploty kremíku, vytvorenej hĺbky a výšky vlnovitého reliéfu k vlnovej dĺžke periodického vlnovitého reliéfu, pričom dosah prieniku iontov sa stanovuje z energie iontov. Pred otryskanim sa s výhodou ukladá na otryskávanú plochu na kremíkový povrch maska z nitridu kremíku, obsahujúca okienko so závesnými okrajmi a otryskanie uvedeného kremíkového povrchu sa vykonáva cez uvedené okienko. Rovnako s výhodou sa pred otryskanim odstránia všetky nečistoty z povrchu uvedenej kremíkovej vrstvy kvôli vytvoreniu uvedeného vlnovitého reliéfu. Podľa výhodných prevedení sa po otryskani materiál s uvedeným reliéfom žíha v inertnom prostredí, s výhodou sa materiál žiha pri teplote medzi 1000 a 1200 C po dobu minimálne jednej hodiny, otryskanie rovnomerným tokom iontov molekulárneho dusíka sa s výhodou uplatňuje na silikónovú nano-štruktúru, obsahujúcu kremíkové kvantové vodičové pole, kremík zahŕňa kremíkovú vrstvu izolačného kremíkového materiálu, pričom hrúbka kremíkovej vrstvy sa volí tak, aby bola väčšia než súčet vytvorenej hĺbky vlnovitého reliéfu, výšky vlnovitého reliéfu-7molecular nitrogen in a very high vacuum to form a periodic wavy relief whose wave face is oriented in the direction of the ion impact plane, wherein the desired wavelength of the periodic wavelength in the range of 9 nm to 120 nm is selected before blasting and determined according to the wavelength chosen ion energy, the angle of incidence of ions on the surface of said material, the temperature of said silicone layer, the depth of formation of said corrugated relief, the height of said corrugated relief, and the ions penetration of ions into the silicon. According to a preferred embodiment, the ion energy, the angle of incidence of the ions, the temperature of the silicon, the depth and height of the wavy relief are determined based on the relation of the ion energy, the angle of incidence of the ions, the temperature of the silicon, the depth and the height of the wavelength. ions are determined from ion energy. Preferably, prior to blasting, a silicon nitride mask comprising a hinge edge window is deposited on the blasting surface onto the silicon surface, and blasting of said silicon surface is performed through said window. Likewise, preferably before deburring, all impurities are removed from the surface of said silicon layer to form said corrugated relief. According to preferred embodiments, after blasting, the material with said relief is annealed in an inert environment, preferably the material is annealed at a temperature of between 1000 and 1200 C for at least one hour, blasting with a uniform molecular nitrogen ion flux is preferably applied to a silicone nano-structure containing silicon quantum conductor array, silicon includes a silicon layer of insulating silicon material, wherein the thickness of the silicon layer is selected to be greater than the sum of the wavy embossed depth, the wavy embossed height

-8a rozsahu prieniku iontov, v priebehu otryskávania sa s výhodou sníma signál emisie sekundárnych iontov z vrstvy izolačného kremíkového materiálu a otryskávanie sa ukončí, keď dosiahne hodnota snímaného signálu vopred stanovenú prahovú hodnotu, ako prahová hodnota signálu emisie sekundárnych iontov sa s výhodou volí hodnota, pri ktorej signál prekročí priemernú hodnotu pozadia o rozdiel, ktorý sa rovná výške medzi vrcholmi šumovej zložky signálu. Zariadenie pre vykonávanie spôsobu vytvárania kremíkovej nano-štruktúry obsahuje kvantové vodičové pole vytvorené v optoelektronickom prístroji otryskaním silikónovej nano-štruktúry, obsahujúcej kremíkové kvantové vodičové pole rovnomerným tokom iontov molekulárneho dusíka, pričom kremík zahŕňa kremíkovú vrstvu izolačného kremíkového materiálu, hrúbka kremíkovej vrstvy je väčšia, než súčet vytvorenej hĺbky vlnovitého reliéfu, výšky vlnovitého reliéfu a rozsahu prieniku iontov alebo s výhodou obsahuje kvantové vodičové pole vytvorené v elektronickom prístroji otryskaním silikónovej nano-štruktúry, obsahujúcej kremíkové kvantové vodičové pole rovnomerným tokom iontov molekulárneho dusíka, pričom kremík zahŕňa kremíkovú vrstvu izolačného kremíkového materiálu, hrúbka kremíkovej vrstvy je väčšia, než súčet vytvorenej hĺbky vlnovitého reliéfu, výšky vlnovitého reliéfu a rozsahu prieniku iontov. S výhodou zahŕňa zariadenie na vykonávanie spôsobu vytvárania kremíkovej nanoštruktúry kremíkové podložky, spojené kremíkovým kvantovým vodičovým polom, vrstvu izolátoru umiestnenú na kvantovom vodičovom poli a elektródu, umiestnenú na izolátore. Prístroj pre zavedenie metódy sa skladá z vákuovej komory o velmi vysokom vákuu, pripojeného zariadenia pre zavedenie vzorky, stĺpca pre iontový mikro-lúč s nastaviteľnou energiou iontov a polohou iontovej sondy na povrchu vzorky, elektrónovéhoPreferably, during the blasting, the secondary ion emission signal is sensed from the layer of insulating silicon material, and the blasting is terminated when the sensed signal reaches a predetermined threshold, preferably the secondary ion emission signal threshold is selected, at which the signal exceeds the average background value by a difference equal to the height between the peaks of the noise component of the signal. The apparatus for performing a method of forming a silicon nano-structure comprises a quantum conductor array formed in an optoelectronic device by blasting a silicone nano-structure comprising a silicon quantum conductor array with a uniform molecular nitrogen ion flux, the silicon comprising a silicon layer of silicon insulating material the sum of the generated wavelength, wave height and ion penetration range, or preferably comprises a quantum conductor field formed in an electronic device by blasting a silicone nano-structure containing a silicon quantum conductor field with a uniform molecular nitrogen ion flux, the silicon including silicon material the thickness of the silicon layer is greater than the sum of the depth of the wavy relief formed, the height of the wavy relief and the ion penetration range. Preferably, the apparatus for performing the silicon nanostructure forming method of the silicon substrate, joined by a silicon quantum conductor array, includes an insulator layer disposed on the quantum conductor array and an electrode disposed on the insulator. The apparatus for introducing the method consists of a very high vacuum vacuum chamber, a connected sample introduction device, an ion micro-beam column with adjustable ion energy and an ion probe position on the sample surface, an electron

-9dela, držiaka vzorky, ktorý je možné nastaviť, natáčať a otáčať a ktorý je vybavený zariadením na zmenu a reguláciu teploty, detektorom sekundárnych elektrónov a hmotovým analyzátorom sekundárnych iontov. Vhodný prístroj je známy zo súčasného stavu techniky ako vysoko výkonný prístroj na povrchovú analýzu, založenú na väčšom počte metód. Vynález prekonáva nevýhody doterajšieho stavu techniky tým, že umožňuje regulovatelnosť procesu na základe jediného parametra, a síce požadovanej periódy poľa (vlnovej dĺžky), ktorá potom riadi všetky príslušné parametre procesu.-9the handle, the sample holder, which can be adjusted, rotated and rotated, and equipped with a temperature change and control device, a secondary electron detector and a secondary ion mass analyzer. A suitable instrument is known in the art as a high performance surface analysis instrument based on a number of methods. The invention overcomes the drawbacks of the prior art by allowing process control on the basis of a single parameter, namely the desired field period (wavelength), which then controls all the relevant process parameters.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Spôsob vytvárania kremíkovej nano-štruktúry a zariadenia na vykonávanie tohto spôsobu podľa vynálezu sú ďalej vysvetlené na výkresoch, na ktorých obr.lA znázorňuje schematické perspektívne zobrazenie počiatočnej štruktúry SOI vrátane masky z nitridu kremičitého na použitie podľa vynálezu; obr.lB znázorňuje schematické perspektívne zobrazenie konečnej štruktúry SOI po aplikácii metódy podľa vynálezu na pôvodnú štruktúru obrázku 1A; obr.lC znázorňuje graf, zobrazujúci spôsob, ktorým sa využíva emisný signál sekundárnych iontov na reguláciu metódy podľa daného vynálezu; obr.lD znázorňuje zobrazenie rezu, značne zväčšené, časti otryskanej štruktúry obr.lB (detail A obrázku 1B); obr.lE predstavuje graf, zobrazujúci vzťah medzi uhlom dopadu iontov, energiou iontov a vlnovou dĺžkou WOS, vytvorenou podľa daného vynálezu; obr.lF predstavuje graf, zobrazujúci spôsob, akým sa mení vlnová dĺžka WOS, vytvorený podľa vynálezu, s teplotou materiálu SOI pre rôzne energie iontov; obr.2A až obr.2DThe method of forming a silicon nano-structure and apparatus for carrying out the method according to the invention are further explained in the drawings, in which Fig. 1A shows a schematic perspective view of an initial SOI structure including a silicon nitride mask for use in the invention; Fig. 1B shows a schematic perspective view of the final SOI structure after applying the method of the invention to the original structure of Fig. 1A; FIG. 1C is a graph illustrating the manner in which the secondary ion emission signal is used to control the method of the present invention; Fig. 1D shows a cross-sectional view of a substantially enlarged portion of the shot-blasted structure of Fig. 1B (detail A of Fig. 1B); FIG. 1E is a graph illustrating the relationship between ion incidence angle, ion energy, and WOS wavelength constructed in accordance with the present invention; FIG. 1F is a graph illustrating how the WOS wavelength produced according to the invention varies with the temperature of the SOI material for different ion energies; 2A to 2D

-10predstavujú schematické rovinné zobrazenia štruktúry SOI, ilustrujúce vytvorenie zariadenia FET podľa daného vynálezu; a obr.3 je schematickým perspektívnym zobrazením, ilustrujúcim štruktúru FET s kanálmi vo forme kremíkového nano-štruktúrneho poľa, vytvoreného v súlade s daným vynálezom.- 10 are schematic plan views of a SOI structure illustrating an embodiment of a FET device according to the present invention; and Fig. 3 is a schematic perspective view illustrating a FET channel structure in the form of a silicon nano-structural array formed in accordance with the present invention.

Príklad uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Na obr.lA je zobrazený príklad počiatočnej štruktúry SOI na použitie podľa vynálezu, obsahujúci kremíkový substrát 5, izolačnú vrstvu oxidu kremičitého 4, kremíkovú vrstvu 3, v ktorej sa majú vytvoriť kvantové vodiče, tenkú vrstvu oxidu kremičitého, vytvorenú navrchu kremíkovej vrstvy 3, a maskovaciu vrstvu nitridu kremíka, vytvorenú navrchu tenkej vrstvy oxidu kremičitého 2. Obr. IB zobrazuje štruktúru po otryskaní podľa vynálezu, obsahujúcu kremíkový substrát 5 a izolačnú vrstvu oxidu kremičitého 4 ako na obrázku 1A, a v ktorej bola vrstva kremíku 3 na obrázku 1A modifikovaná otryskaním tak, aby sa na ploche zamaskovanej maskovacou vrstvou 1 z obr. 1A zanechala kremíková vrstva 6 a aby sa pomocou procesu otryskania vytvorilo v oblasti ponechané pre expozíciu maskovacou vrstvou 1 pole kremíkovej nano-štruktúry 7. Šípky udávajú smer toku iontov N2 + pri otryskávani. Základný proces otryskávania na vytvorenie WOS je popísaný v práci [2]. Ako je v tejto práci uvedené, je fokusovaný iontový lúč naskenovaný vo forme rastru na povrchu materiálu SOI. Obr.lD zobrazuje príklad rezu poľa kremíkovej nano-štruktúry, tvorenej procesom otryskania podľa daného vynálezu, obsahujúci oblasti amorfného nitridu kremíka 8, oblasti zmesi amorfného kremíka a nitridu kremíka 9, oblasti oxynitridu kremíka 10Fig. 1A shows an example of an initial SOI structure for use according to the invention comprising a silicon substrate 5, a silicon dioxide insulating layer 4, a silicon layer 3 in which quantum conductors are to be formed, a silicon dioxide thin layer formed on top of the silicon layer 3, and a silicon nitride masking layer formed on top of a thin layer of silicon dioxide 2. FIG. IB shows a blasting structure according to the invention, comprising a silicon substrate 5 and an insulating layer of silica 4 as in Figure 1A, and in which the silicon layer 3 in Figure 1A has been modified by blasting so as to mask the masking layer 1 of FIG. 1A has left the silicon layer 6 and, by means of the blasting process, to form a field of silicon nano-structure 7 in the area left for exposure by the masking layer 7. The arrows indicate the flow direction of the N 2 + ions during the blasting. The basic blasting process to create WOS is described in [2]. As shown in this work, the focused ion beam is scanned in the form of a grid on the surface of the SOI material. Fig. 1D shows an example of a cross-section of a silicon nano-structure formed by the blasting process of the present invention comprising regions of amorphous silicon nitride 8, regions of a mixture of amorphous silicon and silicon nitride 9, regions of silicon oxynitride 10

-11 a oblasti kryštalického kremíka 12. Pomocou obrázku 1 je odkazované na nasledujúce parametre, vzťahujúce sa k materiálu SOI, štruktúre WOS a procesu tvorby WOS:Figure 11 refers to the following parameters relating to the SOI material, the WOS structure, and the WOS formation process:

- Db je počiatočná hrúbka kremíkovej vrstvy 3 materiálu SOI.Db is the initial thickness of the silicon layer 3 of the SOI material.

- DF je hĺbka tvorby reliéfu (t.j. minimálna hĺbka materiálu, ktorý je otryskávaním odstránený od pôvodného povrchu kremíkovej vrstvy 4 po hrebeň vín WOS, aby sa získala stabilná WOS, pričom „otryskaná hĺbka je vertikálna vzdialenosť od pôvodného povrchu kremíka k vrcholu WOS).- D F is the embossing depth (ie, the minimum depth of the material which is blasted from the original surface of the silicon layer 4 to the WOS ridge to obtain a stable WOS, where the "blasted depth is the vertical distance from the original silicon surface to the WOS top).

- H je výška stabilizovaného reliéfu WOS, t.j. vertikálna vzdialenosť medzi hrebeňom vlny a najbližším najnižším bodom vlny (dvojnásobok amplitúdy vlny).- H is the height of the stabilized relief WOS, i. the vertical distance between the ridge of the wave and the nearest lowest point of the wave (twice the wave amplitude).

- R je dosah prieniku iontov do kremíka pre danú energiu iontov.- R is the ions penetration of ions into silicon for a given ion energy.

Daný vynález sa hlavne zaoberá reguláciou procesu otryskávania, aby sa umožnilo spoľahlivé vytvorenie požadovanej nano-štruktúry kremíka s vopred stanovenými parametrami. Ďalšie skúmanie procesu tvorby WOS autormi tohto vynálezu viedlo k nasledujúcim záverom:In particular, the present invention is concerned with the control of the blasting process to allow reliable formation of the desired nano-structure of silicon with predetermined parameters. Further investigation of the WOS formation process by the inventors led to the following conclusions:

a) Vlnová dĺžka WOS λ zostáva konštantná od počiatočného nástupu tvorby WOS pri hĺbke otryskania Dm cez stabilizáciu štruktúry WOS pri hĺbke otryskania DF (hĺbka vytvorenia reliéfu) a potom aj pri pokračujúcom otryskávaní až do hĺbok niekoľkonásobku hodnoty DF.a) The wavelength WOS λ remains constant from the initial onset of WOS formation at the blasting depth D m to the stabilization of the WOS structure at the blasting depth D F (embossing depth) and then to continued blasting to depths several times D F.

b) Výška reliéfu sa zvyšuje lineárne s časom od hĺbky Dm až do hĺbky DF/ pričom hodnoty H dosiahne pri hĺbke DF a zostane potom pri pokračujúcom otryskávaní konštantná. To znamená, že tvar a rozmery WOS zostávajú v podstate stále aj pri pokračujúcom otryskávaní za DF, ale poloha WOS na materiálu SOI sa pohybuje smerom opačným proti smeru dopadu iontov (prerušovaná čiara 13 na obr. 1D zobrazuje polohu WOS v okamihu, kedy sa hĺbka otryskávania rovná DF, zatiaľ čo hlavný výkres udáva štruktúru neskôr, po ukončení otryskávania).b) The height of the relief increases linearly with time from depth D m to depth D F /, whereby the value of H reaches at depth D F and remains constant during the blasting. This means that the shape and dimensions of the WOS remain substantially constant under continued sputtering beyond D F, however the position of the WOS on the SOI material migrates in a direction opposite to the direction of ion incidence (dashed line 13 in Fig. 1D shows the position of the WOS at the time when the the blasting depth is equal to D F , while the main drawing shows the structure later, after the blasting).

c) Df je spojená s Dm podľa rovnice: DF = 1,5 Dm c) Df is connected to D m according to the equation: D F = 1.5 D m

d) DF je spojená s vlnovou dĺžkou λ WOS podľa rovnice:d) D F is associated with the wavelength λ WOS according to the equation:

Df (nm) = 1,316 (λ (nm) - 9) (2) pre λ v rozsahu 9 nm do 120 nm.D f (nm) = 1.316 (λ (nm) - 9) (2) for λ in the range of 9 nm to 120 nm.

e) H je priamo úmerná λ, pričom tento vzťah sa mení s uhlom dopadu iontového lúča Θ, napr.:(e) H is proportional to λ, and this relationship varies with the angle of incidence of the ion beam Θ, eg:

H = 0,26 H = 0.26 λ λ pre for Θ = 41’ 41 = 41 ’ H = 0,25 H = 0.25 λ λ pre for Θ = 43° = 43 ° H = 0,23 H = 0.23 λ λ pre for Θ = 45° = 45 ° H = 0,22 H = 0.22 λ λ pre for Θ = 55° = 55 ° H = 0,22 H = 0.22 λ λ pre for Θ = 58° = 58 ° (3) (3)

f) Chovanie „pravej emisie sekundárnych elektrónov z oblasti kremíkového povrchu otryskaného iontami odráža vzhľad WOS v hĺbke otryskania Dm a tvorbu stabilizovanej WOS v hĺbke otryskávania DF. Nástup zvýšenia emisie sa vzťahuje na hĺbku otryskania.f) The behavior of "true emission of secondary electrons from the ion-blasted silicon surface area reflects the appearance of WOS at the blasting depth D m and the formation of stabilized WOS at the blasting depth D F. The onset of the emission increase refers to the blasting depth.

Skúmaniu bolo podrobené tiež stanovenie spôsobu, akým závisí λ na energii iontového lúča E, uhle dopadu iontového lúča Θ a teplote materiálu SOI T (alebo presnejšie na teplote kremíkovej vrstvy SOI). Na obrázku 1E je zobrazené, ako sa λ mení s E a Θ pri izbovej teplote. Krivka 15 definuje limit domény, v ktorej dochádza k vytváraniu WOS. Krivky 15, 16 a 120 limitujú časť domény WOS, v ktorej má vlnovitý reliéf viacej koherentnú štruktúru s lineárnym vzťahom medzi λ a DF podľa rovnice (2). Obrázok IF ukazuje, ako sa λ mení s T pri rôznych hodnotách E a Θ. Krivka 22 zodpovedá E = 9 keV, θ = 45°, krivka 24 zodpovedá E = 5 keV, θ = 45°, krivka 26 zodpovedá E = 9 keV, Θ = 55°. Z týchto údajov je možnéThe determination of the manner in which λ depends on the ion beam energy E, the angle of incidence of the ion beam Θ and the temperature of the SOI T material (or more precisely, the temperature of the silicon SOI layer) has also been investigated. Figure 1E shows how λ changes with E and Θ at room temperature. Curve 15 defines the domain limit at which WOS is created. Curves 15, 16 and 120 limit the portion of the WOS domain in which the wavy relief has a more coherent structure with a linear relationship between λ and D F according to equation (2). Figure IF shows how λ changes with T at different E and hodnot values. Curve 22 corresponds to E = 9 keV, θ = 45 °, curve 24 corresponds to E = 5 keV, θ = 45 °, curve 26 corresponds to E = 9 keV, Θ = 55 °. From these data is possible

- 13 vyvodiť, že pri izbovej teplote sa môže λ meniť vo výhodnom rozsahu hodnôt od 30 do 120 nm. Zmena teploty vzorky od izbovej teploty až do 550 K nemá významný účinok. Zahrievanie vzorky na teploty od 550 K do 850 K znižuje hodnotu λ o faktor 3,3 v porovnaní s ekvivalentnou hodnotou pri izbovej teplote. Autori vynálezu ďalej zistili, že hĺbka DB silikónovej vrstvy 3 materiálu SOI, nevyhnutná pre určitú WOS, môže byť vyjadrená rovnicou:It can be concluded that at room temperature λ may vary over the preferred range of values from 30 to 120 nm. Changing the sample temperature from room temperature to 550 K has no significant effect. Heating the sample to temperatures between 550 K and 850 K reduces the λ value by a factor of 3.3 compared to the equivalent value at room temperature. The inventors have further found that the depth D B of the silicone layer 3 of the SOI material necessary for a particular WOS can be expressed by the equation:

Db > Dr + H + R (4)D b > Dr + H + R

Je známe, že hĺbka DB = DF + H je dostatočná na vytvorenie stabilnej WOS. Autori vynálezu však objavili, že na výpočet minimálnej hĺbky DB je dôležité vziať do úvahy dosah prieniku iontov R, aby sa zabezpečilo spoľahlivé vytvorenie vzájomne izolovaných kvantových kremíkových vodičov procesom otryskávania a/alebo následným žíhaním otryskaného výrobku pri vysokých teplotách. Výskum, vykonávaný autormi vynálezu, tiež potvrdil, že emisia sekundárnych iontov z izolátora SOI začína v okamihu, kedy najnižšie miesta WOS dosiahnu vzdialenosť zhruba R od hranice medzi kremíkom a izolátorom materiálu SOI (tento účinok predchádzajúcej detekcie skrytej hranice je už z minulosti známy v oblasti profilovania hĺbky otryskania). Tieto objavy poskytujú základ pre reguláciu tvorby požadovaných kremíkových nano-štruktúr na základe vopred stanovenej hodnoty vlnovej dĺžky WOS λ. Údaje uvedené na obr. IE umožňujú, aby boli hodnoty E a Θ stanovené pre požadovanú hodnotu λ v rozsahu od 30 do 120 nm pri izbovej teplote, kde je 30 nm minimálna λ, ktorú je možné získať pri izbovej teplote (s E = 2 keV a Θ = 58°) . Nižšie hodnoty λ je možné získať zahrievaním materiálu SOI na teploty presahujúce 550 K, ako je možné vidieť na obrázku 1F. Podľa toho je možné pre zvolenú hodnotu λ stanoviť vhodné hodnoty E, Θ a T. DosahIt is known that the depth D B = D F + H is sufficient to form a stable WOS. However, the inventors have discovered that for calculating the minimum depth DB it is important to consider the impact of the ions penetration R to ensure reliable formation of mutually isolated quantum silicon conductors by the blasting process and / or subsequent annealing of the blasted article at high temperatures. Research by the inventors has also confirmed that secondary ion emission from the SOI isolator begins when the lowest WOSs reach a distance of approximately R from the silicon-SOI isolator boundary (this effect of previous hidden boundary detection is known in the art blast depth profiling). These discoveries provide the basis for regulating the formation of desired silicon nano-structures based on a predetermined WOS wavelength value. The data shown in FIG. IEs allow E and hodnoty values to be set for the desired λ value in the range of 30 to 120 nm at room temperature where 30 nm is the minimum λ obtainable at room temperature (with E = 2 keV and Θ = 58 ° ). Lower λ values can be obtained by heating the SOI material to temperatures above 550 K, as can be seen in Figure 1F. Accordingly, suitable values for E, Θ and T can be determined for the selected value λ

- 14prieniku iontov a hĺbka utvárania DF sa môžu vypočítať z rovníc (1) a (2) a z empirických údajov (3) a požadovanú hĺbka Df kremíkovej vrstvy SOI je možné potom vypočítať z rovnice (4). Pokiaľ je teda treba vytvoriť kremíkové kvantové vodičové pole s periódou vodičov (λ) 30 nm, z obrázku IE sa dá stanoviť (extrapoláciou), že pre λ = 30 nm je E = 2 keV a Θ = 58°. Z týchto hodnôt je možné stanoviť, že R = 7 nm, H = 6,6 nm, DF = 27,6 nm a teda DB = 41,2 nm. V ďalšom príklade, pokiaľ je potrebné vytvoriť kremíkové kvantové vodičové pole s periódou vodičov (λ) 9 nm, mala by sa vzorka zahrievať, aby sa získalo 3,3-násobné zníženie λ, aby λ = 9 nm pri 850 K zodpovedalo λ = 30 nm pri izbovej teplote. Z obrázku IE sa dá stanoviť (extrapoláciou), že pre λ = 9 nm pri 850- 14 ion intersection and formation depth D F can be calculated from equations (1) and (2) and empirical data (3), and the desired depth D f of the silicon SOI layer can then be calculated from equation (4). Thus, if it is necessary to create a silicon quantum conductor field with a conductor period (λ) of 30 nm, it can be determined (by extrapolation) that for λ = 30 nm E = 2 keV and Θ = 58 °. From these values it can be determined that R = 7 nm, H = 6.6 nm, D F = 27.6 nm and thus D B = 41.2 nm. In another example, if it is necessary to create a silicon quantum conductor field with a conductor period (λ) of 9 nm, the sample should be heated to obtain a 3.3-fold reduction of λ so that λ = 9 nm at 850 K corresponds to λ = 30 nm at room temperature. From Figure IE it can be determined (by extrapolation) that for λ = 9 nm at 850

K je E = 2 keV a Θ = 58°. Z týchto hodnôt sa dá stanoviť, že R = 7 nm, H = 1,98 nm, DF = 0 nm a preto DB = 8,98 nm. V ďalšom príklade, pokiaľ je potrebné vytvoriť kremíkové kvantové vodičové pole s periódou vodičov (λ) 120 nm, dá sa z obrázku IE stanoviť, že pre λ = 120 nm je E = 8 keV a Θ = 45°.K is E = 2 keV and Θ = 58 °. From these values it can be determined that R = 7 nm, H = 1.98 nm, DF = 0 nm and therefore DB = 8.98 nm. In another example, if it is necessary to create a silicon quantum conductor field with a conductor period (λ) of 120 nm, it can be determined from Figure IE that for λ = 120 nm E = 8 keV and Θ = 45 °.

Z týchto hodnôt sa dá stanoviť, že R = 16 nm, H = 27,6 nm, DF = 146 nm a preto DB = 189,6 nm. Pre rovnaké λ je možné stanoviť alternatívne parametre; napríklad pre λ = 120 nm je E =5,5 keV a Θ = 43°. Z týchto hodnôt je možné stanoviť, že R = 12,25 nm, H = 30 nm, DF = 146 nm a preto DB = 188,3 nm. Ako bolo ukázané vyššie, je možné teda na základe požadovanej periódy kvantového vodičového poľa λ v rozsahu od 9 nm do 120 nm vopred stanoviť parametre, ktorými sa proces riadi. Pre proces je možné použiť široký rozsah materiálov SOI; je možné napríklad použiť SOI, získaný technológiou SIMOX (Separation by IMplanted OXygen, t.j. separáciou implantovaného kyslíku) s požadovanou hrúbkou kremíkovej vrstvy. Pre tých, ktorí sú zbehlí v danom obore, sú ďalšie možnosti zrejmé, napríkladFrom these values it can be determined that R = 16 nm, H = 27.6 nm, D F = 146 nm and therefore D B = 189.6 nm. Alternative parameters may be established for the same λ; for example, for λ = 120 nm, E = 5.5 keV and Θ = 43 °. From these values it can be determined that R = 12.25 nm, H = 30 nm, D F = 146 nm and therefore D B = 188.3 nm. Thus, as shown above, the parameters governing the process can be predetermined based on the desired period of the quantum conductor field λ in the range from 9 nm to 120 nm. A wide range of SOI materials can be used for the process; for example, SOI obtained by SIMOX technology (Separation by IMplanted OXygen) with the desired thickness of the silicon layer can be used. For those skilled in the art, other options are obvious, for example

- 15 materiál SOI pripravený technológiou Smart Cut alebo monokryštalické filmy kremíka buď na kremenných alebo sklenených membránach. Obr.l sa vzťahuje na príklad využitia SOI, pripraveného technológiou SIMOX. Hrúbka silikónovej vrstvy 3 by mala byť. vysoko rovnomerná(vhodné membrány SIMOX dodáva firma Ibis, USA). Po výbere materiálu SOI, je možné pripraviť maskovaciu vrstvu nitridu kremíka, ako je uvedené na obrázku 1A. Vrstva nitridu kremíka 1 sa nanesie navrch tenkej vrstvy oxidu kremičitého 2. Vo vrstve nitridu kremíka 1 je pomocou litografie a plazmo-chemického leptania vytvorené maskovacie okno, pričom vrstva oxidu kremičitého pôsobí ako ukončovacia vrstva pre plazmochemické leptanie. Tenká vrstva oxidu 2 v oblasti okna sa potom odstráni chemickým leptaním za mokra, čím sa vytvorí závesný okraj okolo periférnej časti maskovacieho okna. Maskovacia vrstva je dostatočne silná, aby zamedzila vytvoreniu akéhokoľvek vlnovitého reliéfu na povrchu kremíkovej vrstvy 3 v oblasti maskovacieho okna. Vytvorenie závesného okraja okolo maskovacieho okna je výhodné pri získavaní rovnomernej WOS, obklopenej plochým kremíkovým povrchom okolo okraja maskovacieho okna. Kremíková vrstva 6 je v priebehu procesu otryskávania uzemnená, ako je naznačené pod č. 11 na obrázku 1A, aby sa zabránilo poškodeniu nábojom poľa 7, vytvoreného procesom otryskávania. Ako je uvedené v obrázkoch ΙΑ, IB a 2, je maskovacie okno prednostne orientované vzhľadom na smer iontového lúča tak, aby bola rovina dopadu iontov, definovaná povrchovou normálou a smerom toku iontov, orientovaná paralelne k ďalším stranám pravouhlého maskovacieho okna. Tým sa maximalizuje účinok závesného okraja maskovacieho okna. Hrúbka masky sa môže zvoliť tak, aby sa materiál masky odstránil procesom otryskávania, pretože materiál masky a kremíkový povrch pod- 15 SOI prepared by Smart Cut or single crystal silicon films on either quartz or glass membranes. Fig. 1 refers to an example of the use of SOI prepared by SIMOX technology. The thickness of the silicone layer 3 should be. highly uniform (suitable SIMOX membranes are available from Ibis, USA). After selecting the SOI material, a silicon nitride masking layer can be prepared as shown in Figure 1A. The silicon nitride layer 1 is applied to the top of the silicon dioxide thin layer 2. In the silicon nitride layer 1, a masking window is formed by lithography and plasma-chemical etching, the silicon dioxide layer acting as a finishing layer for plasmachemical etching. The thin oxide layer 2 in the region of the window is then removed by chemical wet etching to form a hinge edge around the peripheral portion of the mask window. The masking layer is sufficiently thick to prevent the formation of any wave-like relief on the surface of the silicon layer 3 in the region of the masking window. Creating a hinge edge around the mask window is advantageous in obtaining a uniform WOS surrounded by a flat silicon surface around the edge of the mask window. The silicon layer 6 is grounded during the blasting process, as indicated under no. 11 in FIG. 1A to prevent charge damage from the field 7 produced by the blasting process. As shown in Figures ΙΑ, IB and 2, the masking window is preferably oriented with respect to the ion beam direction so that the ion impact plane, defined by the surface normal and the ion flow direction, is oriented parallel to the other sides of the rectangular mask window. This maximizes the effect of the hinge edge of the mask window. The thickness of the mask can be selected such that the mask material is removed by a blasting process because the mask material and the silicon surface below

-16maskovacím oknom sú otryskávané na približne rovnakom stupni. Proces otryskávania sa vykonáva na základe vopred stanovených parametrov E, Θ a T. Otryskávanie sa môže vykonávať v komore s velmi vysokým vákuom prístroja na povrchovú analýzu (napr. typu PHI 660 od firmy Perkin Elmer, USA). V priebehu otryskávania je monitorovaný emisný signál sekundárnych iontov z vrstvy izolátora 4 materiálu SOI a otryskávanie sa ukonči, keď tento signál prekročí vopred stanovenú prahovú hodnotu, ktorá signalizuje, že najnižší bod vlny dosiahol hranicu medzi kremíkom a izolátorom. Ako je vidieť z obr. IC, prahovú hodnotu S je možné vhodne definovať ako hodnotu, pri ktorej signál prekročí priemernú hodnotu pozadia B o hodnotu, ktorá sa rovná výške medzi vrcholmi signálu šumu N (t.j. S = B + N). Pre kompenzáciu náboja iontov je možné použiť elektrónové delo s nízkou energiou(nie je zobrazené), pomocou ktorého sa elektrónmi ožaruje otryskávaná oblasť (ako je známe z oblasti hlbokého profilovania izolátorov). Tieto kroky vedú k vytvoreniu kvantového vodičového póla 7 v oblasti maskovacieho okna. Obrázok ID zobrazuje vnútornú štruktúru póla 7, kedy sa vytvára pri izbovej teplote, ako bolo popísané vyššie. Pokiaľ prebieha tvorba poľa pri 850 K, líši sa vnútorná štruktúra poľa 7 od štruktúry, ktorá sa docieli pri izbovej teplote. Pokiaľ prebieha príprava pri 850 K, autori vynálezu zistili, že sa vlnová dĺžka WOS zníži v porovnaní s vlnovou dĺžkou, dosiahnutou pomocou podobných parametrov procesu pri izbovej teplote o faktor 3,3. Hrúbka vrstiev a sklon strán vín však zostávajú rovnaké ako pri izbovej teplote. Štruktúra, získaná pri 850 K neobsahuje oblasti kryštalického kremíka 12. Horizontálny rozmer oblastí amorfného nitridu kremíka 8 je skrátený o faktor 3,3 v porovnaní s oblasťami, vytvorenými priThe masking windows are shot-blasted at approximately the same degree. The blasting process is performed based on predetermined parameters E, Θ and T. Blasting can be performed in a very high vacuum chamber of a surface analysis apparatus (e.g., PHI 660 type from Perkin Elmer, USA). During blasting, the secondary ion emission signal from the SOI insulator layer 4 is monitored and blasting is terminated when the signal exceeds a predetermined threshold, indicating that the lowest point of the wave has reached the silicon-insulator boundary. As can be seen from FIG. The IC, the threshold value S can be appropriately defined as the value at which the signal exceeds the average background value B by a value equal to the height between the peaks of the noise signal N (i.e., S = B + N). A low energy electron gun (not shown) can be used to compensate for the charge of the ions, by which the blasting region (as known from the deep profiling of the insulators) is irradiated by electrons. These steps lead to the formation of a quantum conductor pole 7 in the region of the mask window. Figure 1D shows the internal structure of the pole 7 when it is formed at room temperature as described above. When the formation of the field at 850 K takes place, the internal structure of the field 7 differs from that obtained at room temperature. When preparing at 850 K, the inventors found that the WOS wavelength was reduced by a factor of 3.3 compared to the wavelength obtained by similar process parameters at room temperature. However, the thickness of the layers and the slope of the sides of the wines remain the same as at room temperature. The structure obtained at 850 K does not contain regions of crystalline silicon 12. The horizontal dimension of the regions of amorphous silicon nitride 8 is shortened by a factor of 3.3 compared to the regions formed by

- 17 izbovej teplote a oblasti oxynitridu kremíka 10 nie sú oddelené. V tomto prípade je možné oblasti 9 považovať za kvantové vodiče po žíhaní, ako je popísané nižšie, izolované od seba navzájom oblasťami 8. Po dokončení procesu otryskania sa produkt žíha v inertnom prostredí, najlepšie pri teplote 1000 až 1200 °C po dobu minimálne jednej hodiny, s nasledujúcou oxidáciou pri vysokej teplote. Proces žíhania vytvára oblasti zmesi inklúzií amorfného kremíka a nitridu kremíka 9, ktoré sú účinne zbavené dusíka, čo vedie k tvorbe jasne definovaných hraníc nitridu okolo oblastí 9. Okrem toho sú oblasti 9 premenené v kryštalický kremík. Krok zahŕňajúci oxidáciu pri vysokej teplote sa môže podobať oxidačným procesom, využívaných pri príprave hradlových vrstiev oxidu, ako je známe z oblasti výroby polovodičov. Z vyššie uvedeného je možné vyvodiť, že kremíkové kvantové vodiče póla, získané na základe daného vynálezu, je možné vytvoriť jedným z troch základných spôsobov. Za prvé obsahuje otryskaná štruktúra po otryskaní pri izbovej teplote oblasti 12 kryštalického kremíka, ktoré je možné považovať za kvantové vodiče, izolované od seba navzájom oblasťami 8. Za druhé, pokial je štruktúra, otryskaná pri izbovej teplote, následne žíhaná, premenia sa oblasti 9 na kryštalický kremík a môžu byť tiež považované za kvantové vodiče. V tomto prípade oblasti 12 tiež zvyšujú svoj objem a splývajú s oblasťami 9, pričom sú kvantové vodiče opäť vzájomne izolované oblasťami 8. Po tretie, pokial je pole otryskané pri teplote 850 K, neobsahuje otryskaná štruktúra žiadne oblasti kryštalického kremíka a následné žíhanie premení oblasti 9 na kryštalický kremík a vytvorí sa tým kvantové vodiče poľa, izolované od seba navzájom oblasťami 8. Žíhanie tiež rozšíri najnižšie rohové časti oblastí 8, čím sa zlepší izolácia oblastí 9 vo všetkých- 17 room temperature and regions of silicon oxynitride 10 are not separated. In this case, the regions 9 can be considered as quantum conductors after annealing as described below, isolated from each other by regions 8. After the blasting process, the product is annealed in an inert environment, preferably at a temperature of 1000 to 1200 ° C for at least one hour. , followed by oxidation at high temperature. The annealing process forms regions of a mixture of inclusions of amorphous silicon and silicon nitride 9, which are effectively depleted of nitrogen, resulting in clearly defined boundaries of nitride around regions 9. In addition, regions 9 are converted to crystalline silicon. The step involving high temperature oxidation may be similar to the oxidation processes used to prepare the oxide gating layers as known in the semiconductor manufacturing art. From the foregoing, it can be concluded that the silicon quantum pole conductors obtained according to the present invention can be formed in one of three basic ways. Firstly, the blast-blasted structure at room temperature comprises crystalline silicon regions 12, which can be considered quantum conductors isolated from each other by regions 8. Secondly, if the blast-blasted structure at room temperature is subsequently annealed, the regions 9 become crystalline silicon and can also be considered as quantum conductors. In this case, the regions 12 also increase in volume and merge with the regions 9, the quantum conductors being again isolated from each other by regions 8. Thirdly, if the field is blasted at 850 K, the blasted structure contains no crystalline silicon regions and subsequent annealing transforms the region 9 to crystalline silicon to form quantum field conductors isolated from each other by regions 8. Annealing also extends the lowest corner portions of regions 8, thereby improving the isolation of regions 9 in all regions.

-18pripadoch popísaných vyššie. Z predchádzajúceho popisu je zrejmé, že kvantové vodičové polia s vlnovou dĺžkou v rozsahu 30 až 120 nm je možné vytvoriť otryskaním pri izbovej teplote a že je možné docieliť aj kratšie vlnové dĺžky až 9 nm zvýšením teploty materiálu v priebehu otryskávania nad 550 K, pričom minimálne vlnové dĺžky sú dosiahnuté pri zhruba 850 K. V závislosti na parametroch procesu môže WOS získaná otryskávaním obsahovať oblasti 12 kryštalického kremíka, ktoré môžu vytvárať užitočné vzájomne izolované kvantové vodiče.-18 cases described above. From the foregoing, it is apparent that quantum conductor fields with a wavelength in the range of 30 to 120 nm can be produced by blasting at room temperature and that shorter wavelengths of up to 9 nm can also be achieved by increasing the material temperature during blasting above 550 K. wavelengths are reached at about 850 K. Depending on the process parameters, the WOS obtained by blasting may comprise regions 12 of crystalline silicon, which may form useful quantum conductors isolated from each other.

Tam, kde otryskaná štruktúra sama neobsahuje tieto oblasti 12, vytvárajú sa v oblastiach 9 následným žíhaním otryskaného produktu, pričom tomuto žíhaniu sa dáva prednosť či už otryskaný produkt obsahuje oblasti 12 alebo nie. Obrázky 2 a 3 ilustrujú proces prípravy zariadenia (v tomto príklade FET) zabudovaním kvantového vodičového poľa 7, vytvoreného procesom potiaľto popísaným. Obr. 2A znázorňuje maskovaciu vrstvu 1, definujúcu maskovacie okno na materiále SOI pred otryskaním, ako je uvedené vyššie. Obr. 2B zobrazuje kvantové vodičové pole 7, vytvorené v silikónovej vrstve 6, tak ako už bolo popísané vyššie. Obrázok 2C znázorňuje prvý krok pri tvorbe FET zabudovaním kvantového vodičového poľa 7. Vyššie popísaný krok oxidácie pri vysokej teplote vytvára tenkú izolačnú vrstvu 28 na povrchu otryskaného produktu. Pomocou známych litografických techník je na vrchnú stranu vrstvy izolátora uložený poly-kremíkový obdĺžnik 30, rozkladajúci sa cez celú šírku poľa 7. Dĺžka L poľa 7 môže byť vyššia než šírka W polykremíkovej oblasti 30. Oblasť, obklopujúca poly-kremík 30, potom môže byť spätne vyleptaná do vrstvy izolátora 4. Potom sa vyleptajú pomocou litografie konce poly-kremíkovej oblasti 30 tak, aby sa na lubovolnom konci poľa 7 ponechali kremíkové podložky 36 a 38 a aby sa podložky 36 a 38 pokovali, ako jeWhere the blasted structure itself does not contain these regions 12, they are formed in the regions 9 by subsequent annealing of the blasted product, which annealing is preferred whether the blasted product comprises regions 12 or not. Figures 2 and 3 illustrate the process of preparing a device (in this example FET) by incorporating a quantum wire array 7, generated by the process described herein. Fig. 2A shows a masking layer 1 defining a masking window on the SOI material prior to blasting, as described above. Fig. 2B shows the quantum conductor field 7 formed in the silicone layer 6 as described above. Figure 2C shows the first step in the formation of FET by incorporating a quantum conductor array 7. The high temperature oxidation step described above creates a thin insulating layer 28 on the surface of the blasted product. Using known lithographic techniques, a poly-silicon rectangle 30 extending over the entire width of the field 7 is deposited on top of the insulator layer. The length L of the field 7 may be greater than the width W of the poly-silicon region 30. The region surrounding the poly-silicon 30 may be back etched into the insulator layer 4. They are then etched by lithographing the ends of the poly-silicon region 30, leaving silicon pads 36 and 38 at either end of the array 7 and coating the pads 36 and 38, such as

-19vidno z obr. 2D, kde číslica 17 označuje pole 7 po leptaní, ktorého dĺžka bola znížená z L na W. Rozumie sa, že po príprave kvantového vodičového poľa môžu byť zariadenia pripravované zabudovaním poľa pomocou niektorej z celej rady konvenčných polovodičových výrobných technológií. Obrázky 2D a 3 zobrazujú zariadenie FET, vytvorené tak, ako je popísané vyššie. Na obr. 2D a 3 označuje číslica 32 vrstvu oxidového izolátora a 34 poly-kremíkovú vrstvu, ktorá zostane po vyleptaní príslušných vrstiev 28 a 30 na obr. 2C. Na obr. 3 sú vrstvy 32 a 34 zobrazené čiastočne odstránené, aby sa pre účely zobrazenia odkrylo pod ním ležiace kvantové vodičové pole 7. Na obr. 2D je možné vidieť vrstvy 32 a 34 ako presahujú podložky 36 a 38. Vynález umožňuje prípravu zariadenia tohto typu s menšími rozmermi než bolo doposiaľ možné a/alebo zariadenia so zlepšenou reprodukovateľnosťou výsledkov a akostí výrobkov. Dotiaľto bol vynález popísaný so zvláštnym zreteľom na vytváranie kvantových vodičových polí, založených na vlnovito usporiadaných štruktúrach, vytvorených otryskaním. WOS, vytvorená základným procesom otryskania, však môže byť tiež použitá ako maska na implantáciu iontov (napr. vysoko energetickou implantáciou fosforových iontov) do kremíka pre aplikácie kvantových počítačov. Implantácia iontov je základnou technikou pre zavádzanie dotujúcich atómov do polovodičových materiálov pre aplikácie VLSI. Maskovacie vrstvy s okienkami sa bežne používajú na vytváranie dvojrozmernej distribúcie dotujúcej látky. Implantácia iontov je obvykle nasledovaná žíhaním, aby sa dotujúca látka elektricky aktivovala a aby sa obnovila kryštalická štruktúra polovodiča. Pokiaľ je napríklad vytvorená OWS, ako je uvedené na obr. ID, potom môžu pri žíhaní pri vysokej teplote slúžiť oblasti 8 ako maska, umožňujúce implantáciu vybraného iontu doFIG. 2D, where the figure 17 denotes an etching field 7 whose length has been reduced from L to W. It is understood that, after preparing the quantum conductor array, devices can be prepared by embedding the field using any of a variety of conventional semiconductor manufacturing technologies. Figures 2D and 3 illustrate a FET device constructed as described above. In FIG. 2D and 3, the numeral 32 indicates the oxide insulator layer and 34 the poly-silicon layer that remains after etching the respective layers 28 and 30 in FIG. 2C. In FIG. 3, the layers 32 and 34 are shown partially removed to expose the quantum conductor array 7 lying underneath for viewing purposes. 2D, layers 32 and 34 can be seen extending beyond the washers 36 and 38. The invention allows the preparation of apparatus of this type with smaller dimensions than hitherto possible and / or apparatus with improved reproducibility of results and product qualities. To date, the invention has been described with particular reference to the formation of quantum conductor fields based on wave-ordered structures formed by blasting. However, WOS, created by the basic blasting process, can also be used as a mask for ion implantation (e.g., high-energy phosphorous ion implantation) in silicon for quantum computer applications. Ion implantation is the basic technique for introducing doping atoms into semiconductor materials for VLSI applications. Window masking layers are commonly used to create a two-dimensional distribution of a dopant. Ion implantation is usually followed by annealing to electrically activate the dopant and to restore the crystalline structure of the semiconductor. For example, if an OWS is provided, as shown in FIG. ID, then regions 8 can serve as masks for high temperature annealing to allow implantation of the selected ion into the

-20pravej strany oblasti 9 (smer toku nízko-energetických iontov je pritom kolmý na povrch materiálu). Taký proces implantácie iontov by vyústil do štruktúry striedajúcich sa dotovaných pruhov s rovnakou periódou ako WOS. Pokial sa použije perióda WOS 10 nm alebo menej, sú fosforom dotované pruhy, vytvorené týmto spôsobom, velmi blízko tomu, aby umožnili interakciu toho typu, ktorý sa požaduje pre aplikácie kvantových počítačov. Implantáciu iontov je možné využiť tiež ako alternatívnu metódu tvorby kvantových vodičových polí pomocou WOS ako masky. Jednorozmerné kremíkové nano-štruktúry v pevnom stave môžu tvoriť základ výrobných postupov v elektronike a optoelektronike v nano-merítku, predovšetkým, nie však výhradne, kremíkových kvantových vodičových polí, a môžu sa využiť na výrobu optoelektronických a nano-elektronických zariadení založených na kremíku. Kremíkové kvantové vodiče sa vytvárajú ožarovaním iontami a v ešte užšom zmysle procesu otryskávania povrchu materiálu tvoreného kremíkom na izolátore (silicon-on-insulator, SOI) s vysokou čistotou rovnomerným tokom iontov molekulárneho dusíka, aby sa vytvoril vlnovitý reliéf, poskytujúci pole kremíkových „kvantových vodičov v nano-merítku. Pole kvantových vodičov je možné použiť ako zdroj svetla v optoelektronických zariadeniach pomocou vedenia póla alebo v nano-elektronických prístrojoch, napríklad ako kanál v tranzistore riadenom polom (FET). Vynález je možné vylepšovať a modifikovať, bez toho aby došlo k odchýlke od rozsahu vynálezu, definovaného v priložených patentových nárokoch.The right side of the region 9 (the direction of flow of the low-energy ions is perpendicular to the surface of the material). Such an ion implantation process would result in a structure of alternating doped lanes of the same period as the WOS. When a WOS period of 10 nm or less is used, the phosphor-doped bands formed in this way are very close to allow interaction of the type required for quantum computer applications. Ion implantation can also be used as an alternative method of generating quantum wire fields using WOS as a mask. Solid-state one-dimensional silicon nano-structures can form the basis of nano-scale electronics and optoelectronics manufacturing processes, in particular, but not exclusively, silicon quantum wire arrays, and can be used to manufacture silicon-based optoelectronic and nano-electronic devices. Silicon-quantum conductors are formed by ion irradiation and, in an even closer sense, the blasting process of the silicon-on-insulator (SOI) surface with high purity by a uniform flow of molecular nitrogen ions to form a wave-like relief providing an array of silicon "quantum conductors in nano-scale. The quantum conductor array can be used as a light source in optoelectronic devices by pole guiding or in nano-electronic devices, for example, as a channel in a field-effect transistor (FET). The invention may be improved and modified without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims.

Claims (12)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Spôsob vytvárania kremíkovej nano-štruktúry, vyznačujúci sa tým, že kremíkový povrch sa otryskáva rovnomerným tokom iontov molekulárneho dusíka vo veľmi vysokom vákuu kvôli vytvoreniu periodického vlnovitého reliéfu, ktorého čelo vlny je orientované v smere roviny dopadu iontov, pričom pred otryskaním sa zvolí požadovaná vlnová dĺžka periodického vlnovitého reliéfu v rozsahu od 9 nm do 120 nm a podľa zvolenej vlnovej dĺžky sa stanoví energia iontov, uhol dopadu iontov na povrch uvedeného materiálu, teplota uvedenej silikónovej vrstvy, hĺbka vytvorenia uvedeného vlnovitého reliéfu, výška uvedeného vlnovitého reliéfu a dosah prieniku iontov do kremíka.A method of forming a silicon nano-structure, characterized in that the silicon surface is shot blasted by a uniform flow of molecular nitrogen ions under very high vacuum to form a periodic wavy relief whose wave face is oriented in the direction of the ion impact plane, The wavelength of the periodic wavelength in the range of 9 nm to 120 nm and the selected wavelength determines the ion energy, the angle of incidence of ions on the surface of the material, the temperature of said silicone layer, the depth of formation of said wavy relief. into silicon. 2. Spôsob vytvárania kremíkovej nano-štruktúry podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že energia iontov, uhol dopadu iontov, teplota kremíka, vytvorená hĺbka a výška vlnovitého reliéfu sa stanovujú na základe vzťahu energie iontov, uhlu dopadu iontov, teploty kremíka, vytvorenej hĺbky a výšky vlnovitého reliéfu k vlnovej dĺžke periodického vlnovitého reliéfu, pričom dosah prieniku iontov sa stanovuje z energie iontov.2. The method of forming a silicon nano-structure according to claim 1, wherein the ion energy, the angle of incidence of the ions, the temperature of the silicon, the depth formed and the height of the wavy relief are determined based on the relation of the ion energy. and the height of the corrugated relief to the wavelength of the periodic corrugated relief, wherein the ion penetration range is determined from the ion energy. 3. Spôsob vytvárania kremíkovej nano-štruktúry podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pred otryskaním sa ukladá na otryskávanú plochu na kremíkový povrch maska z nitridu kremíka, obsahujúca okienko so závesnými okrajmi a otryskanie uvedeného kremíkového povrchu sa vykonáva cez uvedené okienko.3. A method of forming a silicon nano-structure according to claim 1, wherein prior to blasting, a silicon nitride mask comprising a hinge edge window is deposited on the blasting surface onto the silicon surface, and blasting of said silicon surface is performed through said window. 4. Spôsob vytvárania kremíkovej nano-štruktúry podía nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pred otryskaním sa odstránia všetky nečistoty z povrchu uvedenej kremíkovej vrstvy kvôli vytvoreniu uvedeného vlnovitého reliéfu.The method of forming a silicon nano-structure according to claim 1, characterized in that, prior to blasting, all impurities are removed from the surface of said silicon layer to form said corrugated relief. 5. Spôsob vytvárania kremíkovej nano-štruktúry podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že po otryskaní sa materiál s uvedeným reliéfom žíha v inertnom prostredí.A process for forming a silicon nano-structure according to claim 1, characterized in that after blasting the material with said relief is annealed in an inert environment. 6. Spôsob vytvárania kremíkovej nano-štruktúry podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že materiál sa žíha pri teplote medzi 1000 a 1200 °C po dobu minimálne jednej hodiny.The method of forming a silicon nano-structure according to claim 1, characterized in that the material is annealed at a temperature of between 1000 and 1200 ° C for at least one hour. 7. Spôsob vytvárania kremíkovej nano-štruktúry podľa jedného z nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že otryskanie rovnomerným tokom iontov molekulárneho dusíka sa uplatňuje na silikónovú nano-štruktúru, obsahujúcu kremíkové kvantové vodičové pole, kremík zahŕňa kremíkovú vrstvu izolačného kremíkového materiálu, pričom hrúbka kremíkovej vrstvy sa volí tak, aby bola väčšia než súčet vytvorenej hĺbky vlnovitého reliéfu, výšky vlnovitého reliéfu a rozsahu prieniku iontov.A method of forming a silicon nano-structure according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the uniform nitrogen flux blasting is applied to a silicone nano-structure comprising a silicon quantum conductor field, the silicon comprising a silicon layer of insulating silicon material. the thickness of the silicon layer is selected to be greater than the sum of the generated depth of the corrugated relief, the height of the corrugated relief and the ion penetration range. 8. Spôsob vytvárania kremíkovej nano-štruktúry podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že v priebehu otryskávania sa sníma signál emisie sekundárnych iontov z vrstvy izolačného kremíkového materiálu a otryskávanie sa ukončí, keď dosiahne hodnota snímaného signálu vopred stanovenú prahovú hodnotu.A method for forming a silicon nano-structure according to claim 7, characterized in that during the blasting the secondary ion emission signal is sensed from the layer of insulating silicon material and the blasting is terminated when the sensed signal value reaches a predetermined threshold. 9. Spôsob vytvárania kremíkovej nano-štruktúry podľa nároku 8, vyznačujúci sa tým, že ako prahová hodnota signálu emisie sekundárnych iontov sa volí hodnota, pri ktorej signál prekročí priemernú hodnotu pozadia o rozdiel, ktorý sa rovná výške medzi vrcholmi šumovej zložky signálu.9. The method of forming a silicon nano-structure according to claim 8, wherein the threshold value of the secondary ion emission signal is a value at which the signal exceeds the average background value by a difference equal to the height between the peaks of the noise component of the signal. 10. Zariadenie na vykonávanie spôsobu vytvárania kremíkovej nano-štruktúry podľa nárokov 1 až 9, vyznačujúce sa tým, že obsahuje kvantové vodičové pole vytvorené v optoelektronickom prístroji otryskaním silikónovej nano-štruktúry, obsahujúcej kremíkové kvantové vodičové pole rovnomerným tokom iontov molekulárneho dusíka, pričom kremík zahŕňa kremíkovú vrstvu izolačného kremíkového materiálu, hrúbka kremíkovej vrstvy je väčšia, než súčet vytvorenej hĺbky vlnovitého reliéfu, výšky vlnovitého reliéfu a rozsahu prieniku iontov.Apparatus for performing a method of forming a silicon nano-structure according to claims 1 to 9, characterized in that it comprises a quantum conductor field formed in an optoelectronic device by blasting a silicone nano-structure comprising a silicon quantum conductor field with a uniform molecular nitrogen ion flux, a silicon layer of insulating silicon material, the thickness of the silicon layer being greater than the sum of the wavy relief depth formed, the wavy relief height and the ion penetration range formed. 11. Zariadenie na vykonávanie spôsobu vytvárania kremíkovej nano-štruktúry podľa nárokov 1 až 9, vyznačujúce sa tým, že obsahuje kvantové vodičové pole vytvorené v elektronickom prístroji otryskaním silikónovej nano-štruktúry, obsahujúcej kremíkové kvantové vodičové pole rovnomerným tokom iontovApparatus for carrying out a method of forming a silicon nano-structure according to claims 1 to 9, characterized in that it comprises a quantum conductor field formed in an electronic device by blasting a silicone nano-structure comprising a silicon quantum conductor field by uniform ion flux -24molekulárneho dusíka, pričom kremík zahŕňa kremíkovú vrstvu izolačného kremíkového materiálu, hrúbka kremíkovej vrstvy je väčšia, než súčet vytvorenej hĺbky vlnovitého reliéfu, výšky vlnovitého reliéfu a rozsahu prieniku iontov.-24-molecular nitrogen, wherein the silicon comprises a silicon layer of insulating silicon material, the thickness of the silicon layer is greater than the sum of the wavelength of the embossed depth, the height of the wavy emboss, and the extent of ion penetration formed. 12. Zariadenie na vykonávanie spôsobu vytvárania kremíkovej kremíkové nano-štruktúry podlá nároku 11, vyznačujúce sa tým, že zahŕňa kremíkové podložky, spojené kremíkovým kvantovým vodičovým polom, vrstvu izolátora umiestnenú na kvantovom vodičovom poli a elektródu, umiestnenú na izolátore.An apparatus for performing a method of forming a silicon silicon nano-structure according to claim 11, comprising silicon pads joined by a silicon quantum conductor array, an insulator layer disposed on the quantum conductor array, and an electrode disposed on the insulator.
SK744-2002A 1999-11-25 2000-10-02 Methods of formation of a silicon nanostructure, a silicon quantum wire array and devices based thereon SK7442002A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99124768/28A RU2173003C2 (en) 1999-11-25 1999-11-25 Method for producing silicon nanostructure, lattice of silicon quantum conducting tunnels, and devices built around them
PCT/IB2000/001397 WO2001039259A1 (en) 1999-11-25 2000-10-02 Methods of formation of a silicon nanostructure, a silicon quantum wire array and devices based thereon

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK7442002A3 true SK7442002A3 (en) 2003-05-02

Family

ID=20227346

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK744-2002A SK7442002A3 (en) 1999-11-25 2000-10-02 Methods of formation of a silicon nanostructure, a silicon quantum wire array and devices based thereon

Country Status (23)

Country Link
US (1) US6274007B1 (en)
EP (1) EP1104011A1 (en)
JP (1) JP2001156050A (en)
KR (1) KR20020069195A (en)
CN (1) CN1399791A (en)
AU (1) AU7547400A (en)
BG (1) BG106739A (en)
BR (1) BR0016095A (en)
CA (1) CA2392307A1 (en)
CZ (1) CZ20021824A3 (en)
EE (1) EE200200261A (en)
HR (1) HRP20020459A2 (en)
HU (1) HUP0203517A2 (en)
IL (1) IL149832A0 (en)
IS (1) IS6393A (en)
MX (1) MXPA02005281A (en)
NO (1) NO20022427L (en)
PL (1) PL355890A1 (en)
RU (1) RU2173003C2 (en)
SK (1) SK7442002A3 (en)
WO (1) WO2001039259A1 (en)
YU (1) YU38202A (en)
ZA (1) ZA200204822B (en)

Families Citing this family (105)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2191444C1 (en) * 2001-10-09 2002-10-20 Общество с ограниченной ответственностью "Агентство маркетинга научных разработок" Method for manufacturing field-effect transistor with periodically doped channel
US6872645B2 (en) * 2002-04-02 2005-03-29 Nanosys, Inc. Methods of positioning and/or orienting nanostructures
US7619562B2 (en) * 2002-09-30 2009-11-17 Nanosys, Inc. Phased array systems
US7067867B2 (en) * 2002-09-30 2006-06-27 Nanosys, Inc. Large-area nonenabled macroelectronic substrates and uses therefor
KR101191632B1 (en) 2002-09-30 2012-10-17 나노시스, 인크. Large-area nanoenabled macroelectronic substrates and uses therefor
US7051945B2 (en) * 2002-09-30 2006-05-30 Nanosys, Inc Applications of nano-enabled large area macroelectronic substrates incorporating nanowires and nanowire composites
US7135728B2 (en) * 2002-09-30 2006-11-14 Nanosys, Inc. Large-area nanoenabled macroelectronic substrates and uses therefor
CA2499944A1 (en) * 2002-09-30 2004-04-15 Nanosys, Inc. Integrated displays using nanowire transistors
US20060289049A1 (en) * 2003-06-26 2006-12-28 Rj Mears, Llc Semiconductor Device Having a Semiconductor-on-Insulator (SOI) Configuration and Including a Superlattice on a Thin Semiconductor Layer
US7535041B2 (en) * 2003-06-26 2009-05-19 Mears Technologies, Inc. Method for making a semiconductor device including regions of band-engineered semiconductor superlattice to reduce device-on resistance
US7045377B2 (en) * 2003-06-26 2006-05-16 Rj Mears, Llc Method for making a semiconductor device including a superlattice and adjacent semiconductor layer with doped regions defining a semiconductor junction
US20060231857A1 (en) * 2003-06-26 2006-10-19 Rj Mears, Llc Method for making a semiconductor device including a memory cell with a negative differential resistance (ndr) device
US20070020860A1 (en) * 2003-06-26 2007-01-25 Rj Mears, Llc Method for Making Semiconductor Device Including a Strained Superlattice and Overlying Stress Layer and Related Methods
US20060292765A1 (en) * 2003-06-26 2006-12-28 Rj Mears, Llc Method for Making a FINFET Including a Superlattice
US20060243964A1 (en) * 2003-06-26 2006-11-02 Rj Mears, Llc Method for making a semiconductor device having a semiconductor-on-insulator configuration and a superlattice
US7202494B2 (en) * 2003-06-26 2007-04-10 Rj Mears, Llc FINFET including a superlattice
WO2005018005A1 (en) * 2003-06-26 2005-02-24 Rj Mears, Llc Semiconductor device including mosfet having band-engineered superlattice
US7586165B2 (en) * 2003-06-26 2009-09-08 Mears Technologies, Inc. Microelectromechanical systems (MEMS) device including a superlattice
US20040266116A1 (en) * 2003-06-26 2004-12-30 Rj Mears, Llc Methods of fabricating semiconductor structures having improved conductivity effective mass
US7531829B2 (en) * 2003-06-26 2009-05-12 Mears Technologies, Inc. Semiconductor device including regions of band-engineered semiconductor superlattice to reduce device-on resistance
US20040262594A1 (en) * 2003-06-26 2004-12-30 Rj Mears, Llc Semiconductor structures having improved conductivity effective mass and methods for fabricating same
US7153763B2 (en) 2003-06-26 2006-12-26 Rj Mears, Llc Method for making a semiconductor device including band-engineered superlattice using intermediate annealing
US20060267130A1 (en) * 2003-06-26 2006-11-30 Rj Mears, Llc Semiconductor Device Including Shallow Trench Isolation (STI) Regions with a Superlattice Therebetween
US20060220118A1 (en) * 2003-06-26 2006-10-05 Rj Mears, Llc Semiconductor device including a dopant blocking superlattice
US7612366B2 (en) * 2003-06-26 2009-11-03 Mears Technologies, Inc. Semiconductor device including a strained superlattice layer above a stress layer
US20060273299A1 (en) * 2003-06-26 2006-12-07 Rj Mears, Llc Method for making a semiconductor device including a dopant blocking superlattice
US6958486B2 (en) * 2003-06-26 2005-10-25 Rj Mears, Llc Semiconductor device including band-engineered superlattice
US7659539B2 (en) 2003-06-26 2010-02-09 Mears Technologies, Inc. Semiconductor device including a floating gate memory cell with a superlattice channel
US7514328B2 (en) * 2003-06-26 2009-04-07 Mears Technologies, Inc. Method for making a semiconductor device including shallow trench isolation (STI) regions with a superlattice therebetween
US20050279991A1 (en) * 2003-06-26 2005-12-22 Rj Mears, Llc Semiconductor device including a superlattice having at least one group of substantially undoped layers
US7227174B2 (en) * 2003-06-26 2007-06-05 Rj Mears, Llc Semiconductor device including a superlattice and adjacent semiconductor layer with doped regions defining a semiconductor junction
US7531828B2 (en) * 2003-06-26 2009-05-12 Mears Technologies, Inc. Semiconductor device including a strained superlattice between at least one pair of spaced apart stress regions
US7586116B2 (en) * 2003-06-26 2009-09-08 Mears Technologies, Inc. Semiconductor device having a semiconductor-on-insulator configuration and a superlattice
US20070015344A1 (en) * 2003-06-26 2007-01-18 Rj Mears, Llc Method for Making a Semiconductor Device Including a Strained Superlattice Between at Least One Pair of Spaced Apart Stress Regions
US6833294B1 (en) 2003-06-26 2004-12-21 Rj Mears, Llc Method for making semiconductor device including band-engineered superlattice
US7531850B2 (en) * 2003-06-26 2009-05-12 Mears Technologies, Inc. Semiconductor device including a memory cell with a negative differential resistance (NDR) device
US20070010040A1 (en) * 2003-06-26 2007-01-11 Rj Mears, Llc Method for Making a Semiconductor Device Including a Strained Superlattice Layer Above a Stress Layer
US20050282330A1 (en) * 2003-06-26 2005-12-22 Rj Mears, Llc Method for making a semiconductor device including a superlattice having at least one group of substantially undoped layers
US7446002B2 (en) * 2003-06-26 2008-11-04 Mears Technologies, Inc. Method for making a semiconductor device comprising a superlattice dielectric interface layer
US7229902B2 (en) * 2003-06-26 2007-06-12 Rj Mears, Llc Method for making a semiconductor device including a superlattice with regions defining a semiconductor junction
US20070063186A1 (en) * 2003-06-26 2007-03-22 Rj Mears, Llc Method for making a semiconductor device including a front side strained superlattice layer and a back side stress layer
US20070063185A1 (en) * 2003-06-26 2007-03-22 Rj Mears, Llc Semiconductor device including a front side strained superlattice layer and a back side stress layer
US7491587B2 (en) * 2003-06-26 2009-02-17 Mears Technologies, Inc. Method for making a semiconductor device having a semiconductor-on-insulator (SOI) configuration and including a superlattice on a thin semiconductor layer
US7045813B2 (en) * 2003-06-26 2006-05-16 Rj Mears, Llc Semiconductor device including a superlattice with regions defining a semiconductor junction
US20070020833A1 (en) * 2003-06-26 2007-01-25 Rj Mears, Llc Method for Making a Semiconductor Device Including a Channel with a Non-Semiconductor Layer Monolayer
US20060011905A1 (en) * 2003-06-26 2006-01-19 Rj Mears, Llc Semiconductor device comprising a superlattice dielectric interface layer
US7598515B2 (en) * 2003-06-26 2009-10-06 Mears Technologies, Inc. Semiconductor device including a strained superlattice and overlying stress layer and related methods
US7768018B2 (en) 2003-10-10 2010-08-03 Wostec, Inc. Polarizer based on a nanowire grid
RU2240280C1 (en) 2003-10-10 2004-11-20 Ворлд Бизнес Ассошиэйтс Лимитед Method for forming orderly undulating nanostructures (variants)
DE10351059B4 (en) * 2003-10-31 2007-03-01 Roth & Rau Ag Method and apparatus for ion beam machining of surfaces
US20110039690A1 (en) * 2004-02-02 2011-02-17 Nanosys, Inc. Porous substrates, articles, systems and compositions comprising nanofibers and methods of their use and production
US8025960B2 (en) * 2004-02-02 2011-09-27 Nanosys, Inc. Porous substrates, articles, systems and compositions comprising nanofibers and methods of their use and production
US7553371B2 (en) 2004-02-02 2009-06-30 Nanosys, Inc. Porous substrates, articles, systems and compositions comprising nanofibers and methods of their use and production
CN101010780B (en) * 2004-04-30 2012-07-25 纳米系统公司 Systems and methods for nanowire growth and harvesting
US7785922B2 (en) 2004-04-30 2010-08-31 Nanosys, Inc. Methods for oriented growth of nanowires on patterned substrates
US20050279274A1 (en) * 2004-04-30 2005-12-22 Chunming Niu Systems and methods for nanowire growth and manufacturing
WO2006078281A2 (en) * 2004-07-07 2006-07-27 Nanosys, Inc. Systems and methods for harvesting and integrating nanowires
JP2008515654A (en) * 2004-10-12 2008-05-15 ナノシス・インク. Fully integrated organic layer process for manufacturing plastic electronic components based on conducting polymers and semiconductor nanowires
US7473943B2 (en) * 2004-10-15 2009-01-06 Nanosys, Inc. Gate configuration for nanowire electronic devices
RU2267832C1 (en) * 2004-11-17 2006-01-10 Александр Викторович Принц Method for manufacturing micro- and nanodevices on local substrates
US7569503B2 (en) 2004-11-24 2009-08-04 Nanosys, Inc. Contact doping and annealing systems and processes for nanowire thin films
US7351346B2 (en) * 2004-11-30 2008-04-01 Agoura Technologies, Inc. Non-photolithographic method for forming a wire grid polarizer for optical and infrared wavelengths
US7561332B2 (en) * 2004-11-30 2009-07-14 Agoura Technologies, Inc. Applications and fabrication techniques for large scale wire grid polarizers
US7560366B1 (en) 2004-12-02 2009-07-14 Nanosys, Inc. Nanowire horizontal growth and substrate removal
KR100624461B1 (en) * 2005-02-25 2006-09-19 삼성전자주식회사 Nano wire and manfacturing methof for the same
US7604690B2 (en) * 2005-04-05 2009-10-20 Wostec, Inc. Composite material for ultra thin membranes
JP2009513368A (en) * 2005-09-23 2009-04-02 ナノシス・インコーポレイテッド Method for doping nanostructures
TWI316294B (en) * 2005-12-22 2009-10-21 Mears Technologies Inc Method for making an electronic device including a selectively polable superlattice
US7517702B2 (en) * 2005-12-22 2009-04-14 Mears Technologies, Inc. Method for making an electronic device including a poled superlattice having a net electrical dipole moment
US7741197B1 (en) 2005-12-29 2010-06-22 Nanosys, Inc. Systems and methods for harvesting and reducing contamination in nanowires
JP2009522197A (en) * 2005-12-29 2009-06-11 ナノシス・インコーポレイテッド Method for oriented growth of nanowires on patterned substrates
US7718996B2 (en) * 2006-02-21 2010-05-18 Mears Technologies, Inc. Semiconductor device comprising a lattice matching layer
FI122010B (en) * 2006-08-09 2011-07-15 Konstantin Arutyunov Ion beam etching method and plant
CN101573778B (en) * 2006-11-07 2013-01-02 奈米系统股份有限公司 Systems and methods for nanowire growth
KR100836426B1 (en) * 2006-11-24 2008-06-09 삼성에스디아이 주식회사 Non-Volatile Memory Device and fabrication method thereof and apparatus of memory including thereof
US7786024B2 (en) * 2006-11-29 2010-08-31 Nanosys, Inc. Selective processing of semiconductor nanowires by polarized visible radiation
US20080129930A1 (en) * 2006-12-01 2008-06-05 Agoura Technologies Reflective polarizer configuration for liquid crystal displays
US7781827B2 (en) 2007-01-24 2010-08-24 Mears Technologies, Inc. Semiconductor device with a vertical MOSFET including a superlattice and related methods
US7928425B2 (en) * 2007-01-25 2011-04-19 Mears Technologies, Inc. Semiconductor device including a metal-to-semiconductor superlattice interface layer and related methods
US7880161B2 (en) 2007-02-16 2011-02-01 Mears Technologies, Inc. Multiple-wavelength opto-electronic device including a superlattice
US7863066B2 (en) * 2007-02-16 2011-01-04 Mears Technologies, Inc. Method for making a multiple-wavelength opto-electronic device including a superlattice
US7812339B2 (en) * 2007-04-23 2010-10-12 Mears Technologies, Inc. Method for making a semiconductor device including shallow trench isolation (STI) regions with maskless superlattice deposition following STI formation and related structures
US8668833B2 (en) * 2008-05-21 2014-03-11 Globalfoundries Singapore Pte. Ltd. Method of forming a nanostructure
KR102067922B1 (en) 2009-05-19 2020-01-17 원드 매터리얼 엘엘씨 Nanostructured materials for battery applications
US8623288B1 (en) 2009-06-29 2014-01-07 Nanosys, Inc. Apparatus and methods for high density nanowire growth
CN102386096A (en) * 2010-08-31 2012-03-21 上海华虹Nec电子有限公司 Method of improving consistence and stability of LDMOS (Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor) performance
WO2013006077A1 (en) * 2011-07-06 2013-01-10 Wostec, Inc. Solar cell with nanostructured layer and methods of making and using
KR20140054183A (en) 2011-08-05 2014-05-08 워스텍, 인코포레이티드 Light emitting diode with nanostructured layer and methods of making and using
WO2013089578A1 (en) * 2011-12-12 2013-06-20 Wostec, Inc. Sers-sensor with nanostructured surface and methods of making and using
WO2013109157A1 (en) 2012-01-18 2013-07-25 Wostec, Inc. Arrangements with pyramidal features having at least one nanostructured surface and methods of making and using
WO2013141740A1 (en) 2012-03-23 2013-09-26 Wostec, Inc. Sers-sensor with nanostructured layer and methods of making and using
WO2014142700A1 (en) 2013-03-13 2014-09-18 Wostec Inc. Polarizer based on a nanowire grid
WO2015077595A1 (en) 2013-11-22 2015-05-28 Mears Technologies, Inc. Vertical semiconductor devices including superlattice punch through stop layer and related methods
CN105900241B (en) 2013-11-22 2020-07-24 阿托梅拉公司 Semiconductor device including superlattice depletion layer stack and related methods
US9716147B2 (en) 2014-06-09 2017-07-25 Atomera Incorporated Semiconductor devices with enhanced deterministic doping and related methods
US20170194167A1 (en) * 2014-06-26 2017-07-06 Wostec, Inc. Wavelike hard nanomask on a topographic feature and methods of making and using
US9722046B2 (en) 2014-11-25 2017-08-01 Atomera Incorporated Semiconductor device including a superlattice and replacement metal gate structure and related methods
EP3281231B1 (en) 2015-05-15 2021-11-03 Atomera Incorporated Method of fabricating semiconductor devices with superlattice and punch-through stop (pts) layers at different depths
WO2016196600A1 (en) 2015-06-02 2016-12-08 Atomera Incorporated Method for making enhanced semiconductor structures in single wafer processing chamber with desired uniformity control
US9558939B1 (en) 2016-01-15 2017-01-31 Atomera Incorporated Methods for making a semiconductor device including atomic layer structures using N2O as an oxygen source
WO2018093284A1 (en) 2016-11-18 2018-05-24 Wostec, Inc. Optical memory devices using a silicon wire grid polarizer and methods of making and using
WO2018156042A1 (en) 2017-02-27 2018-08-30 Wostec, Inc. Nanowire grid polarizer on a curved surface and methods of making and using
RU2671294C1 (en) * 2017-11-28 2018-10-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" Method for making semiconductor device
CN110137254B (en) * 2019-04-30 2021-07-09 中国科学技术大学 Semiconductor grid electric control quantum dot and preparation method thereof
CN114497275A (en) * 2021-12-29 2022-05-13 昆明物理研究所 Preparation method of silicon quantum dot photovoltaic heterojunction

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2141699C1 (en) 1997-09-30 1999-11-20 Закрытое акционерное общество Центр "Анализ Веществ" Process of formation of solid nanostructures

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001039259A1 (en) 2001-05-31
AU7547400A (en) 2001-06-04
HRP20020459A2 (en) 2005-10-31
PL355890A1 (en) 2004-05-31
IL149832A0 (en) 2002-11-10
RU2173003C2 (en) 2001-08-27
YU38202A (en) 2006-08-17
BR0016095A (en) 2004-03-23
ZA200204822B (en) 2003-11-26
NO20022427L (en) 2002-06-25
CN1399791A (en) 2003-02-26
CZ20021824A3 (en) 2004-10-13
MXPA02005281A (en) 2006-02-10
KR20020069195A (en) 2002-08-29
JP2001156050A (en) 2001-06-08
IS6393A (en) 2002-05-24
CA2392307A1 (en) 2001-05-31
EE200200261A (en) 2003-08-15
NO20022427D0 (en) 2002-05-22
HUP0203517A2 (en) 2003-07-28
BG106739A (en) 2003-08-29
EP1104011A1 (en) 2001-05-30
US6274007B1 (en) 2001-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK7442002A3 (en) Methods of formation of a silicon nanostructure, a silicon quantum wire array and devices based thereon
US8536000B2 (en) Method for producing a semiconductor device have fin-shaped semiconductor regions
US5543342A (en) Method of ion implantation
US8048788B2 (en) Method for treating non-planar structures using gas cluster ion beam processing
US20110084215A1 (en) Method and system for tilting a substrate during gas cluster ion beam processing
TW201303994A (en) Method of forming FinFET structure
US20110084214A1 (en) Gas cluster ion beam processing method for preparing an isolation layer in non-planar gate structures
EP0082640B1 (en) Ion implantation method
Smirnov et al. Wave-ordered structures formed on SOI wafers by reactive ion beams
US20150054059A1 (en) Silicon Dot Formation by Direct Self-Assembly Method for Flash Memory
JPH04211144A (en) Method for manufacture of fine tip to be used as cantilever
TWI451534B (en) Methods and apparatus for producing semiconductor on insulator structures using directed exfoliation
RU2632581C2 (en) Substrate for electronic high-resolution lithography and relevant lithography method
US8193525B2 (en) Method for producing planar transporting resonance heterostructures
TW478013B (en) Method of formation of nano-structures on the surface of silicon
US20050145896A1 (en) Memory device and method of manufacturing the same
Zarowin Basis of macroscopic and microscopic surface shaping and smoothing by plasma assisted chemical etching
EP1628908A4 (en) Formation of silicon nanostructures
GB2131748A (en) Silicon etch process
Sharp et al. A Chemical Approach to 3-D Lithographic Patterning of Si and Ge Nanocrystals
Arzikulov et al. Investigations of the formation of nanosized objects in manganese implanted silicon single crystals by the methods of Raman scattering of light and atomic force microscopy
JPH1174232A (en) Film-patterning method
CN118151467A (en) Optical waveguide preparation method with focusing capability, optical waveguide and frequency converter
Amirov et al. Implantation of low-energy boron ions into silicon from a low-temperature high-density Ar+ BF 3 plasma
JPS61112324A (en) Manufacture of semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
FC9A Refused patent application